Темный экситон - темная лошадка в гонке квантовых вычислений.

Квантовые вычисления


Гонка в области реализации квантовых вычислений постепенно набирает обороты. И теперь в нее вступил еще один участник, темный экситон, претендующий на роль кубита (qubit) - элементарной ячейки будущих квантовых процессоров. В публикации на страницах журнала Nature, авторы утверждают, что эту квазичастицу достаточно несложно получить, она достаточно стабильна и, используя внешний источник света, не составляет труда записывать и считывать из нее информацию.

Экситон - это квазичастица, которая состоит из электрона и "дырки", пустого места в электронной оболочке ядра атома. Когда вращение дырки и электрона происходит в противоположном направлении, эта квазичастица называется "ярким экситоном", когда электрон и дырка вращаются в одном и том же направлении, то такой экситон "темным экситоном". Поскольку вращение электрона и дырки в ярком экситоне происходит в противоположном направлении, он является весьма неустойчивой частицей, любого внешнего воздействия становится достаточным для того, что бы свободный электрон занял место дырки, испустив при этом один фотон света. Темный экситон, наоборот, является достаточно устойчивой и долгоживущей квазичастицей, из-за того, что достаточно непросто столкнуть электрон с орбиты внутрь дырки.

Для того, что бы создать темный экситон ученые "собрали" три парных экситона, биэкситона (biexcitons), под влиянием внешних факторов в непосредственной близости друг от друга. В результате электронного обмена между этими квазичастицами, одна из них преобразовалась в яркий экситон и прекратила свое существование как квазичастица. Два оставшихся биэкситона успешно превратились в два темных экситона. Но сами по себе темные экситоны не могут испускать или поглощать фотоны света, поэтому для записи и считывания информации ученые применили другой метод. Эти квазичастицы были активированы с помощью электрического заряда. Передав этим частицам с помощью специальных носителей электрический заряд, ученые обнаружили, что отрицательно или положительно заряженные экситоны стали снова оптически активными, т.е. способными поглощать и испускать фотоны света. А это означает, что в эти частицы можно записывать, считывать из них информацию и использовать их в качестве полноценных квантовых битов.

К сожалению, эти эксперименты являются только первыми шагами в направлении квантовых вычислений, использующих свойства темных экситонов. Пока экситон способен хранить информацию только на протяжении 5 наносекунд с момента записи, да и работает это все при температуре 4.2 градуса выше абсолютного нуля. Но, как говорится, это только начало.




Ключевые слова:
Квантовые, Вычисления, Фотон, Свет, Бит, Qubit, Exciton, Экситон, Электрон, Информация, Запись, Чтение

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Созданы квантовые биты, представляющие собой электронные дырки в кристалле ...
  • Ученые обнаружили новый вид переноса электрического заряда в полупроводника ...
  • Ученым впервые удалось наблюдать вживую за движением и поведением экситонов
  • Дроплетон - новая квантовая квазичастица, обладающая необычными свойствами
  • Ученые превратили нанотрубки в источник яркого света




  • 22 ноября 2010 09:29
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3877
    Когда же появятся первые реальные вещи, а то ведут только фундаментальные исследования без практического продолжения.


    --------------------
        
    22 ноября 2010 10:17
    #2 Написал: TheUniverseOfDeath

    Публикаций: 0
    Комментариев: 153
    Казуистика, конечно полезная для физиков-теоретиков, но до практики, как из Владивостока в Москву "раком".
        
    22 ноября 2010 15:32
    #3 Написал: Transporter

    Публикаций: 781
    Комментариев: 148
    Цитата: TheUniverseOfDeath
    полезная для физиков-теоретиков

    Вначале были физики-теоретики, потом появился первый транзистор, и пошло-поехало. И сейчас с этими квантовыми и другими альтернативными видами вычислений, по-моему идет стадия "накопления тумана", после которой что-то куда-то может прорваться.
        
    22 ноября 2010 18:55
    #4 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    Главное чтоб не затопило, а то прорваться мжет к нам огрумная куча-волна дерьма.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.