{"id":12468,"date":"2010-12-27T23:04:08","date_gmt":"2010-12-27T20:04:08","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=12468"},"modified":"2011-08-08T22:24:24","modified_gmt":"2011-08-08T19:24:24","slug":"nanojuhe-paneb-kvantbitid-spinnima","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=12468","title":{"rendered":"Nanojuhe paneb kvantbitid spinnima"},"content":{"rendered":"

Delfti tehnika\u00fclikooli t\u00f6\u00f6r\u00fchma uurimus pakub erirelatiivsust kasutades ootamatut lahendust, kuidas kvantarvutusteks h\u00e4davajalikku elektronide spinni kiiresti ning suure t\u00e4psusega kontrollida.
\n<\/strong>
\nTulevik on kvantarvutite p\u00e4ralt. Selles on kindlad enamik f\u00fc\u00fcsikuid. Kvantarvutus p\u00f5hineb kvantmehaanika m\u00e4\u00e4ramatustel, mille l\u00e4bi kaotavad tavap\u00e4rane \u00fchtedel ning nullidel rajanevad bitid oma t\u00e4henduse. \u00dcksik ‘kvantbitt’ on tegelikult nende m\u00f5lema superpositsioon ehk v\u00f5ib v\u00f5tta suvalise v\u00e4\u00e4rtuse \u00fche ja nulli vahel. See omakorda v\u00f5imaldab arvutada paralleelselt mitme kvantbitiga ehk v\u00f5imaldab arvutusi l\u00e4bi viia kordades kiiremini kui tavap\u00e4raste seadmetega.
\n

\"\"<\/a>

Just nagu jojo puhul, saab see, kes elektroni liikumist kontrollib muuta ka selle spinni v\u00f5i magnetv\u00e4lja j\u00fcujoonte suunda. Gemma Plum<\/p><\/div>
\nSeega \u00fcritavad teadlase kvantbittide kontseptsiooni realiseerida \u00fcksk\u00f5ik millega, mida on v\u00f5imalik superpositsiooni viia \u2013 alates polariseerunud valgusest kuni molekulaarmagnetiteni. \u00dcks paljulubavamaid lahendusi v\u00f5tab appi spintroonika poolt pakutavad v\u00f5tted, ilma milleta oleks arvutit\u00f6\u00f6stus endiselt 2000. aastate alguse tasemel. Spintroonika kasutab \u00e4ra osakeste spinni ehk sisuliselt nende miniatuurset magnetmomenti.<\/p>\n

Kuigi elektronide spinniga on v\u00f5imalik magnetite abil manipuleerida, on see nii aeglane, kui ka \u00e4\u00e4rmiselt kohmakas meetod. Midagi, mida kvantarvutid lubada ei saa. Leo Kouwenhoneni <\/strong>t\u00f6\u00f6r\u00fchm Delfti tehnika\u00fclikoolist on n\u00fc\u00fcd kvantmehaanika ning erirelatiivsusteooria h\u00fcbriidkontseptsiooni toimimist veelkord kinnitanud, mis v\u00f5imaldab probleemile lahenduse leida. \u201eMa arvan, et kuna me saame n\u00fc\u00fcd elektriv\u00e4lju kasutades magnetspinniga manipuleerida, on kvantbittide f\u00fc\u00fcsika tunduvalt lihtsamaks muutunud,\u201c \u00fctles Kouwenhonen F\u00fc\u00fcsikaportaalile.<\/p>\n

Elektriv\u00e4ljad kujutavad endas t\u00e4nu erirelatiivsusteooriale ideaalset vahendit, kuidas \u00fcksiku elektroni magnetmomenti oma aatomi tuuma \u00fcmber tiireldes kaudselt m\u00f5jutada. Elektron v\u00f5ib v\u00e4ita, et tema suhtes liigub aatomituum, mitte tema ise. Elektromagnetismi kohaselt tekitab liikuv tuumalaeng aga staatilise magnetv\u00e4lja. Seet\u00f5ttu saab elektroni orbiiti muutes seda magnetv\u00e4lja muuta, mist\u00f5ttu muutub elektroni enda spinn. N\u00e4htust nimetatakse orbiidi-spinni vastastikm\u00f5juks.<\/p>\n

Oma eksperimendis kasutas Kouwenhoneni t\u00f6\u00f6r\u00fchm indiumarseniidist (InAs) koosnevat nanojuhet, mis on tuntud eriti tugeva orbiidi-spinni vastastikm\u00f5ju poolest – \u00fchend on nii raske kui ka tugeva elektrilaenguga. Elektrivoolu kasutades isoleerisid nad aatomis kvantbittidena k\u00e4ituvat kaks elektroni, millega nad seej\u00e4rel elektriv\u00e4ljadega manipuleerima hakkasid. Katse k\u00e4igus said nad muuta kvantbittide spinni paralleelsest antiparalleelseks ehk n\u00e4iteks \u00fcles-\u00fcles spinnist \u00fcles-alla spinniks.<\/p>\n

Kuigi indiumarseniit on suhteliselt odav, pole see ideaalne. \u00dclipeenete vastastikm\u00f5jude ning orbiidi-spinni kooslus langetab informatsiooni v\u00e4lja lugemise t\u00e4psust 20-30%. Sellele on Kouwenhonhovi s\u00f5nul lahendus olemas. \u201eKasutada v\u00f5ib materjali, mille tuumaspinn on null nagu s\u00fcsinikul v\u00f5i tugevama orbiidi-spinni vastastikm\u00f5juga materjale, millega saab spinni operatsioone kiiremini teha,\u201c pakkus f\u00fc\u00fcsik v\u00f5imalikku lahendust.

\"\"<\/a>

V\u00e4ravate (gates) eletroodide abil on v\u00f5imalik kontrollida spinni, mil vooluallika (source) ning vooluringi sugleja (drain) elektroodide abil on v\u00f5imalik lugeda spinni hetke v\u00e4\u00e4rtust.<\/p><\/div><\/p>\n

Uurimusega kaasnevas \u00fclevaate artiklis m\u00e4rgib David Reilly<\/strong>, et indiumarseniidi probleemiks on ka selle spinni-orbiidi seotuse l\u00fchike eluiga v\u00f5rreldes n\u00e4iteks galliumarseniidiga. Mis InAs aga selles kaotab, teeb see spinni-orbiidi vastastikm\u00f5ju tugevuses kuhjaga tasa. Galliumarseniidis kvantbitte kontrollida v\u00f5imalik ei olnud ning teadlased usuvad lisaks, et n\u00e4htuse eluiga on v\u00f5imalik indiumarseniidis pikendada.<\/p>\n

Nanojuhtme kontseptsioonil endal on aga v\u00f5rreldes teiste kvantarvutuste kontrollimise vahenditega veel \u00fcks trump taskust v\u00f5tta. \u201eMeie p\u00f5hiliseks motivatsiooniks oli luua seade, mis v\u00f5imaldaks l\u00f5imida muuhulgas ka elektroonilised elemendid (nagu kvantbitid) optiliste elementidega. Kes ei oleks huvitatud sellest, et elektroni kvantbiti seisund oleks v\u00f5imalik footonitele \u00fcle kanda ja seel\u00e4bi kirjeldamatute vahemaade taha saata,\u201c naeratab Kouwenhonvon.<\/p>\n

T\u00f6\u00f6r\u00fchma uurimus ilmus 23. detsembril ajakirjas Nature<\/a><\/em>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Delfti tehnika\u00fclikooli t\u00f6\u00f6r\u00fchma uurimus pakub erirelatiivsust kasutades ootamatut lahendust, kuidas kvantarvutusteks h\u00e4davajalikku elektronide spinni kiiresti ning suure t\u00e4psusega kontrollida. Tulevik on kvantarvutite p\u00e4ralt. Selles on kindlad enamik f\u00fc\u00fcsikuid. Kvantarvutus p\u00f5hineb kvantmehaanika m\u00e4\u00e4ramatustel, mille l\u00e4bi kaotavad tavap\u00e4rane \u00fchtedel ning nullidel rajanevad bitid oma t\u00e4henduse. \u00dcksik ‘kvantbitt’ on tegelikult nende m\u00f5lema superpositsioon ehk v\u00f5ib v\u00f5tta suvalise v\u00e4\u00e4rtuse […]<\/p>\n","protected":false},"author":28,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-12468","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-teadusuudis","7":"entry","8":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12468","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/28"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=12468"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12468\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=12468"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=12468"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=12468"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}