Команда ученых во главе с врачом Джейсоном Петтой из Принстонского университета выстроила рис микроволновый лазер размера зерна либо квантовый генератор, приведенный в воздействие единственным туннелированием электронов через квантовые точки – части полупроводникового материала, каковые действуют как единственные атомы.Данный микроквантовый генератор – основной ход к постройке вычисляющих квант совокупностей из полупроводниковых материалов; батарея приводит к электронам к тоннелю друг за другом через две двойных квантовых точки, расположенные в каждом финише впадины, перемещающейся от более большого энергетического уровня до более низкого энергетического уровня и в ходе, испускающем микроволновые печи, каковые встраивают в последовательный пучок света. Кредит изображения: Джейсон Петта.
“Это по большей части столь мелкое, как Вы имеете возможность пойти с этими одно-электронными устройствами”, сообщил врач Петта.Устройство, обрисованное в издании Science, применении о миллионном электрический ток, должно было привести фен в воздействие.Это демонстрирует ответственный ход вперед для упрочнений выстроить вычисляющие квант совокупности из полупроводниковых материалов.
“Я полагаю, что это вправду серьёзный итог для отечественной долговременной цели, которая есть запутанностью между квантовыми битами в основанных на полупроводнике устройствах”, сообщил соавтор врач Джейкоб Тейлор из Совместного Квантового Университета, Университета Мэриленда-технологий и национального института стандартов.Уникальная цель не была в том, чтобы выстроить квантовый генератор, но изучить, как применять двойные квантовые точки – каковые являются двумя квантовыми объединенными точками – как квантовые биты, либо кубиты, главные единицы информации в квантовых компьютерах.“Цель была в том, чтобы вынудить двойные квантовые точки общаться между собой”, сообщил ведущий создатель Иньюй Лю из Принстонского университета.Потому, что квантовые точки смогут общаться через запутанность фотонов, команда проектировала точки, каковые испускают фотоны, в то время, когда единственные электроны прыгают от более большого энергетического уровня до более низкого энергетического уровня, дабы пересечь двойную точку.
Любая двойная квантовая точка может лишь передать один электрон за один раз.“Это похоже на линию людей, пересекающих широкий поток, прыгая на гора, столь маленькую, что это может лишь держать одного человека.
Они вынуждены пересечь поток по одному. Эти двойные квантовые точки нулевые размерные, как электроны затронуты – они пойманы в ловушку во всех трех пространственных размерах”, сообщил врач Петта.Ученые изготовили двойные квантовые точки от очень узких нанопроводов (примерно 50 миллимикронов), сделанных из полупроводникового материала, названного индиевым арсенидом.
Они скопировали индиевые провода арсенида по вторым железным проводам еще меньшего размера, каковые действуют как электроды ворот, каковые руководят энергетическими уровнями в точках.Дабы выстроить квантовый генератор, они поместили две двойных точки на расстоянии в примерно 6 мм во впадину, сделанную из материала сверхпроводимости, ниобия, что требует температуры около безотносительного нуля, около минус 273 градуса Цельсия.
В то время, когда устройство было включено, электроны текли единственный файл через каждую двойную квантовую точку, заставляя их испустить фотоны в микроволновой области спектра.Эти фотоны тогда подпрыгнули от зеркал в каждом финише впадины, дабы встроить в последовательный луч микроволнового света.Одно преимущество нового устройства пребывает в том, что энергетические уровни в точках смогут быть совершенно верно настроены, дабы произвести свет на вторых частотах, каковые не смогут быть сделаны с другими полупроводниковыми лазерами, в которых частота зафиксирована на протяжении производства.
Чем больше разность энергий между этими двумя уровнями, тем выше частота света испущена.