|
|
Контакты | Главная | Стартовая | Избранное | Поиск |
2007-07-22 12:56:53, обсуждение: 0
Рис. 1. Спиновые кубиты – ядра 13С, взаимодействие между которыми осуществляют электроны на азотных вакансиях Они предложили в качестве кубитов применять состояние спина ядер изотопов 13С, которые естественным образом содержатся в кристаллической решетке алмаза (рис. 1). Взаимодействие между ними осуществляют электроны на азотных вакансиях. Волновые функции электронов на вакансиях расплываются на достаточно большие расстояния, так что в этой области могут находиться сразу несколько ядер 13С. Основным состоянием вакансии является долгоживущий спиновый триплет: |-1>, |0> и |1> (состояния отличаются проекцией магнитного момента). Спин электрона связан со спинами ядер за счет сверхтонкого контактного взаимодействия. В результате этого снимается вырождение состояний триплета по энергии (рис.2). Различие в положении ядер обеспечивает различие в силе этого взаимодействия, что сказывается на частоте ядерного магнитного резонанса. На этом основана возможность адресации к определенным ядрам-кубитам. Для инициализации компьютера (приведения системы в определенное известное состояние) электрон возбуждают на высокие уровни, с которых он релаксирует на уровень |e0>, а затем оптическим импульсом на резонансной частоте переводится в состояние |0>. Далее управление спиновым состоянием электрона и спиновым состоянием ядра |↑> и |↓> осуществляется с помощью микроволнового излучения (рис. 3).
Выявлять отдельные вакансии в кристалле можно с помощью оптической сканирующей конфокальной микроскопии. Таким образом, экспериментально продемонстрированы квантовые операции на системе из двух кубитов, один из которых спин ядра, а другой – спин электрона, при комнатной температуре! Продемонстрировано также взаимодействие спинов нескольких ядер 13С посредством электрона на вакансии. Изучение системы, содержащей несколько кубитов – ближайшее будущее. Авторы также полагают, что количество кубитов в таком компьютере может быть увеличено, если использовать спины ядер, находящихся вблизи нескольких соседних вакансий. B. Kane, Nature 393, 133 (1998) M.V. Gurudev Dutt et al, Science 316, 1312 (2007).
В.Вьюрков
• БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
|