پژوهشگرانی از دانشگاه مریلند، با استفاده از نانوساختار هیبریدی منحصربهفردی توانستند نوع جدیدی از برهمکنش نور- ماده را نشان دهند و اولین کنترل کاملاً کوانتومی کیوبیتهای اسپینی را در داخل نانوساختارهای کلوئیدی بسیار ریز به نمایش بگذارند و با این کار قدم مهمی در راستای ساخت رایانههای کوانتومی بردارند.
پیشرفت در محاسبات کوانتومی و تولید انرژی
پژوهشگرانی از دانشگاه مریلند، با استفاده
از نانوساختار هیبریدی منحصربهفردی توانستند نوع جدیدی از برهمکنش نور-
ماده را نشان دهند و اولین کنترل کاملاً کوانتومی کیوبیتهای اسپینی را در
داخل نانوساختارهای کلوئیدی بسیار ریز به نمایش بگذارند و با این کار قدم
مهمی در راستای ساخت رایانههای کوانتومی بردارند.
بنا به اظهارات این محققان، این یافتههای جدید میتوانند در محاسبات
کوانتومی و نیز فناوریهای جدید تولید انرژی (مانند پیلهای فوتوولتائیک) و
نیز سایر فناوریهایی که بر اساس برهمکنش نور- ماده استوار هستند، مانند
زیستنشانگرها، مورد استفاده واقع شوند.
این پژوهشگران یک فناوری اختراعی قابل ثبتی را خلق کردهاند که از
ترمودینامیک شیمیایی برای تولید بازه وسیعی از مواد ترکیبی مختلف استفاده
میکند. هرکدام از این مواد ترکیبی گوناگون که در محلول تولید میشوند؛
دارای پوستهای از یک نیمهرسانای کاملاً تکبلوری است، که اطراف یک هسته
فلزی است. این محققان از نانوساختارهای هیبریدی فلزی – نیمهرسانایی که از
این فرایند بدست میآیند، استفاده کردند و بهطور تجربی “جفتشدگی تشدیدی
قابلتنظیم” بین یک پلازمون (از هسته فلزی) و یک اکسایتون (از پوستهی نیمهرسانا)
با یک افزایش ایجاد شده در اثر اشتارک اپتیکی، را نشان دادند. این اثر حدود
۶۰ سال پیش در حین مطالعهی برهمکنش نور با اتمها کشف شد و نشان داد که
نور میتواند در تغییر حالات کوانتومی اتمی استفاده شود.
گارنت دابلیو برایان از موسسهی ملی
استانداردها و فناوری گفت: “نانوساختاریهای نامتجانس فلز-نیمهرسانا در
چند سال گذشته بهشدت مورد مطالعه بودهاند و در آنها قسمت فلزی بهعنوان
آنتنهای نانومقیاس جهت جفت کردن موثر نور به داخل و خارج تابندههای نوری
نانومقیاس نیمهرسانا استفاده میشود. این پژوهش نشان میدهد که یک
نانوساختار نامتجانس بدیع که در آن قسمت نیمهرسانا، نانوآنتن فلزی را
احاطه کرده است، میتواند همان کار را انجام دهد. چنین ساختارهایی بسیار
ساده هستند و بسیار سادهتر از موارد قبلی ساخته میشوند و میتوانند
کاربردهای بسیاری داشته باشند. قسمت مهم این پژوهش آن است که این محققان
توانستهاند نشان دهند که جفتشدگی نور- ماده میتواند دستکاری شود، تا
کنترل کوانتومی همدوس نانوگسیلندههای نیمهرسانا قابل انجام باشد، که یک
امر لازم و کلیدی در فرایند اطلاعات کوانتومی است.”
این محققان نتایج خود را در مجلهی Nature منتشر کردهاند.
