Elektronidega mängimise tulevikutehnoloogia

Cambridge-i Ülikooli teadlased kirjeldasid, kuidas elektronid vooluahelates liiguvad. Cavendishi Laboratooriumi töörühm suutis elektrijuhis üht elektroni üle kuuekümne korra edasi tagasi nihutada ja sellest vaatlusi teha. Tulemused avaldati teadusajakirjas Nature. Piltlikust elektron – tennise mängimisest võivad kasu saada mitmed teadusharud, iseäranis kvantarvutid.

Elektronid ei liigu juhis sirgjooneliselt, vaid sikk-sakk trajektooril. Liikumistee iseärasused põhjustavad aga elektronis kvantoleku koherentsuse (loe siit) muutumise, mis tähendab kvantinfosüsteemi seisukohalt esialgse elektroni „bitiga“ edastatud informatsiooni kadu.

Cambridge-i teadlaste eksperimendis lõksustatakse elektron pooljuhi gallium arseniidi pindmise kihi sees väiksesse potentsiaalibarjääri, kvanttäppi (loe siit). Lõksustatud elektroniga kvanttäpist kulgeb järgmise täpini 4 mikroni (miljondik meetrit) pikkune kanal. Kanal on kõrgema potentsiaaliga kui täpp. Seejärel tekitatakse piki pooljuhi pinda suurusjärgus 10^-9 sekundit kestev heliimpulss, mis põhjustab rõhu tõttu pooljuhi pinnastruktuuris potentsiaalide muutusi. Lõksustatud elektron haaratakse potentsiaali kõikumise poolt kaasa ja viiakse järgmise kvanttäpini. Protsess on korratav. Artikli avaldanud töörühm suutis elektroni asukohta muuta 60 korral.

„Kvantarvutite arengus on see oluline edasiminek,“ sõnas Chris Ford, töörühma juht. „Üle maailma tegelevad kvantarvutite osiste loomisega arvukad töörühmad. Paraku ei ole osiste, näiteks mälu ja protsessori, kokku sobitamiseni veel jõutud. Me ei ole suutnud näidata, et elektroni „kvantbitil“ säilitatud info säiluks, aga see on lahendatav, ja on üks võimalikke lahendusi kvantarvuti osiste vaheliseks infovahetuseks. Teoreetik Crispin Barnes pakkus kvantarvuti ehitamiseks meie katsetatud lahendust juba ammu, nüüd oleme sellele sammukese võrra lähemal,“ lisab Ford lõpetuseks.

Allikas: PhysOrg