นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบสถานะควอนตัมใหม่ที่วิศวกรสามารถควบคุมในชิปเซมิคอนดักเตอร์สองมิติ (2D) เพื่อควบคุมข้อมูลควอนตัมได้อย่างน่าเชื่อถือมากกว่าที่เคยเป็นมา มันให้ตะกั่วที่มีแนวโน้มเป็นวิธีใหม่สำหรับการสกัดข้อมูลควอนตัมจากอนุภาคย่อยอะตอม
ความก้าวหน้าล่าสุดในวัสดุ Ultrathin 2D - ซึ่งเป็นเพียงโมเลกุลหนา - ได้สร้างผู้สมัครที่มีแนวโน้มสำหรับชิปคอมพิวเตอร์ที่บรรจุพลังงานมากขึ้นในพื้นที่น้อยกว่ามาก เซมิคอนดักเตอร์ 2D ยังเสนอโอกาสที่ยอดเยี่ยมสำหรับ-
การพัวพันควอนตัมซึ่งอนุภาค subatomic สองอนุภาคสามารถแบ่งปันข้อมูลในช่วงเวลาและพื้นที่ผ่าน "การเชื่อมโยงกัน" นั้นมีความละเอียดอ่อนสูง แต่จำเป็นต่อการประมวลผลการคำนวณแบบขนานมากกว่าในลำดับ
การป้องกัน decoherence - การสูญเสียคุณสมบัติควอนตัมในโครงสร้าง subatomic - เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัวพันควอนตัมมีประสิทธิภาพในคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่โครงสร้าง 3 มิติมีแนวโน้มสูงต่ออิทธิพลความร้อน (เช่นความร้อน) หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเร่ร่อน ที่สอง. นี่คือที่มาของวัสดุ 2D เข้ามา
การรักษาความเชื่อมโยงกันในวัสดุ 2D นั้นง่ายกว่ามากเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะเกิดความร้อนน้อยกว่าที่จะยุบควอนตัมเชื่อมโยงกัน
ที่เกี่ยวข้อง:
แม้ว่ากลไกการเชื่อมโยงกันยังไม่เป็นที่เข้าใจกันในวัสดุ 2D การศึกษาใหม่ เผยแพร่ 9 ตุลาคมในวารสารจดหมายนาโนอธิบายว่านักวิทยาศาสตร์ค้นพบสถานะควอนตัมใหม่ที่สามารถรักษาความเชื่อมโยงกันได้นานขึ้น พวกเขายังระบุกลไกที่ก่อให้เกิดการพัวพันควอนตัมในสถานะควอนตัมใหม่นี้ดังนั้นจึงเสนอวิธีการที่สามารถควบคุมและแยกข้อมูลควอนตัมได้
สถานะควอนตัมที่ไม่เคยเห็นมาก่อน
โดยเฉพาะเป็นครั้งแรกที่พวกเขาสังเกตกระบวนการสร้าง exciton ร่วมกับสถานะ floquet ด้วยการใช้โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปีกับเซมิคอนดักเตอร์ 2D นักวิทยาศาสตร์สังเกตการก่อตัวของ exciton ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อโฟตอนกระตุ้นอิเล็กตรอนให้อยู่ในสถานะพลังงานที่สูงขึ้น exciton เป็นอนุภาคเสมือนที่ประกอบด้วยอิเล็กตรอนและหลุมที่มีประจุบวกที่ถูกมัดเข้าด้วยกัน
ประโยชน์ต่อไปของวัสดุ 2D เหนือเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไปคือ exciton มีระดับพลังงานที่มีผลผูกพันที่แข็งแกร่ง ในระบบควอนตัมที่ขับเคลื่อนโดยสนามเวลา (ในกรณีนี้ผู้ขับขี่จะระเบิดโฟตอนสั้น ๆ ) รัฐกึ่งคงที่หรือที่รู้จักกันในชื่อ "สถานะ floquet" สามารถเกิดขึ้นได้ สิ่งเหล่านี้มีคุณสมบัติที่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากระบบที่ไม่ได้ขับเคลื่อนดั้งเดิมในสภาวะสมดุล สถานะใหม่คือการรวมกันของเงื่อนไขที่รู้จักทั้งสองนี้
"เราได้ค้นพบสถานะควอนตัมใหม่หรือที่เรียกว่าสถานะการสังเคราะห์ exciton-floquet และเสนอกลไกใหม่สำหรับการพัวพันควอนตัมและการสกัดข้อมูลควอนตัม"Jaedong Leeของสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี Daegu Gyeongbuk กล่าวในแถลงการณ์ "สิ่งนี้คาดว่าจะผลักดันการวิจัยเทคโนโลยีสารสนเทศควอนตัมในเซมิคอนดักเตอร์สองมิติ"
ในการศึกษานักวิทยาศาสตร์ยอมรับรัฐควอนตัมใหม่ที่เกิดขึ้นชั่วคราวนำเสนอ "ความท้าทาย" สำหรับการใช้งานใหม่ของสื่อเซมิคอนดักเตอร์ 2D แม้ว่าพวกเขาจะไม่ได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่ท้าทายหลักในกระดาษ อย่างไรก็ตามพวกเขามีความมั่นใจว่าการวิจัยของพวกเขาสัญญาว่าจะปูทางสำหรับการใช้เซมิคอนดักเตอร์ 2D เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่กำหนดค่าใหม่ได้เพื่อจัดเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์ควอนตัม
