量子領域的精度 控制原子核心

代爾夫特理工大學的研究人員開創了一種使用掃描穿隧顯微鏡在原子核層級上控制原子運動的方法。這種創新方法不僅可以操縱電子的自旋,還可以使其與原子核相互作用,為將量子資訊安全地儲存在原子核內、免受外部幹擾提供了新的可能性。圖片來源:代爾夫特理工大學

荷蘭代爾夫特理工大學的研究人員已經能夠在原子的核心啟動受控運動。

它們使原子核與原子最外層電子之一相互作用。該電子可以透過掃描穿隧顯微鏡的針進行操縱和讀出。他們的發現顯示原子核內具有強大的量子資訊儲存潛力,且不受外部幹擾。

原子操縱的突破

研究人員連續幾週研究了單一鈦原子。 「準確 烏拉圭 電話號碼庫 地說,是 Ti-47 原子,」研究負責人 Sander Otte 說道。 “它比天然豐富的 Ti-48 少一個中子,這使得原子核具有輕微的磁性。”這種磁性,即量子語言中的“自旋”,可以被視為一種可以指向各個方向的羅盤針。給定時間的自旋方向構成了一條量子資訊。

微調量子相互作用

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原子核漂浮在一個相對巨大的空隙內,遠離 WordPress 頁腳應包含的 10 個基本內容 繞著軌道運行的電子,忽略了它的環境。但有一個例外:由於「超精細相互作用」極弱,核自旋可能會受到其中一個電子自旋的影響。 「說起來容易做起來難,」盧卡斯·維爾德曼 (Lukas Veldman) 說道,他最近以優異的成績完成了有關這項研究的博士論文答辯。 “超精細相互作用非常弱,只有在非常小的、精確調諧的磁場中才有效。”

量子穩定創新技術

一旦滿足所有實驗條件,研究人員就使 最新號碼 用電壓脈衝使電子自旋脫離平衡,之後兩個自旋一起擺動不到一微秒。 「正如薛定諤所預測的那樣,」維爾德曼說。除了實驗之外,他還進行了計算,結果出乎意料地很好地再現了觀察到的波動。觀察和預測之間的強烈一致性表明,在電子和原子核之間的相互作用過程中,沒有量子資訊遺失。量子儲存的未來

與環境的有效屏蔽使核自旋成為保存量子資訊的可行候選者。目前的研究可能會讓這項應用更近一步。但這並不是研究人員的主要動力。奧特:「這個實驗讓人類在難以想像的小範圍內對物質狀態產生影響。對我來說,僅此一點就值得付出努力。

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