一对很有希望的搭档：科学家为量子科学展示了新的材料组合

本站发布时间：2023-12-23 15:40:38

量子信息科学家是赢得材料组合的关键，这些材料可以在实验室水平上可靠地储存和传递信息

根据最新的原理证明，研究人员正在将复合材料的数量与理论相结合

在ACSPhotonics中报道的一项研究中，研究人员将两种纳米尺寸的结构——一种是由大量的铌酸锂组成的——结合到一个芯片上从钻石到铌酸锂的入射光，测量了成功穿越的飞行的比例

这一比例越大，材料的耦合效率就越低，并且对设备中的组件进行重新编程

Theresult:92%的额外光线使钻石跳到了秋葵

这将由Q NEXT，aU支持s能源部（DOE）国家量子信息科学研究中心由DOE的Argonne国家实验室领导斯坦福大学的阿米尔·萨维尼和耶莱娜·武奇科维奇主持了这项研究

论文合著者、博士Hope Lee说：“这是该设备下一个达到92%效率的结果。”d斯坦福大学的学生和研究人员在中国芝加哥大学读本科期间如何与Q NEXT主任DavidAwschalom合作“它显示了平台的领先优势。”

Abitabout量子位

Quantumtechnologies拥有物质的特殊功能，而不是存储卡来处理信息预计大量的计算机、网络和传感器会对我们的生活产生重大影响，如医疗、通信和物流

数量信息是在称为“立方体”的数据包中传递的，这些数据包可以使用许多单位在这个团队的新平台上，量子信息是光的一部分

可靠的量子比特是量子通信网络等技术的关键在条件网络中，信息查询是从一个节点到另一个节点的网络速度纳米级内的静态量子存储信息；在节点之间飞行量子稀缺信息

团队的新芯片将构成定位量子位的基础基础量子位越稳健，量子位网络就越可靠，并创建了两个网络扫描覆盖的基础每个人都有一个巨大的海洋

业余优势

长期以来，响尾蛇一直被认为是量子比特的发源地首先，钻石的分子结构可以很容易地被操纵成稳定的量子位另一方面，adiamond托管了相对较长时间的cubican维护信息，这意味着执行计算的时间更长此外，使用菱形主机进行的计算精度也很高

Diamond在该小组研究中的一部分，铌酸锂，是停止处理量子信息时的另一个明星它的特殊性质使科学家们有足够的灵活性来降低光通过它的频率例如，研究人员可以将电场或机械训练应用于铌酸锂，以调整其如何变轻它也有可能改变其晶体结构的理论方向进行这种特殊的间隔是另一种使光线穿过材料的方式

论文合著者兼博士JasonHerrmann说：“你可以利用锂电池的特性来转换和改变来自钻石的光，以适合不同实验的方式进行调节。”d斯坦福大学的学生“例如，你可以基本上将灯光转换为框架中现有通信所使用的频率。因此，这种电池的特性是非常有益的。”

Apowerfullpairing

传统上，钻石旅馆的光线会进入光纤或自由空间在许多情况下，实验是难以进行的光纤是长的、悬垂的、松软的将比特传输到需要大型设备的空间

当来自钻石量子位的光没有被引导到秋季的时候，所有的设备都会正常工作几乎所有组件都可以放置在任何芯片上

李说：“我们的设备和功能在单片机上都是可行的。”“它更稳定。而且会降低你的设置。”

不仅如此，而且由于这两个设备是由每根细丝连接的，每根细丝的宽度是人类头发的1/100，所以光量被扭曲到通向铌酸锂的狭窄通道中，增加了光与材料的相互作用，从而更容易操纵光的特性

Herrmann说：“当所有不同重量的颗粒在如此大的体积内相互作用时，你会在转化过程中获得更高的效率。”“考虑到这一点，集成平台有望达到与光纤或自由空间相比更高的效率。”

A发动机总成

开发该平台的一个挑战是操作300纳米宽的金刚石，以与铌酸锂对齐

Lee说：“我们已经用一个小针头将钻石固定在周围，直到它看起来很正常，并将其固定在板上的正确位置。”“这几乎就像你在用两个小棍子挖东西。”

测量传输权限是另一个重要的过程

Herrmann说：“我们必须确保我们对所有发光管的位置负责，否则就会说，‘这表明从钻石到秋葵有很多变化。’”“那次校准测量是为了确认我们做得正确。”

该团队正在计划进一步的实验，以平均金刚石和铌酸锂分别和相互提供的量子信息优势他们的测试成功了，他们希望在两种材料的基础上生产出各种各样的设备

李说：“通过将这两个材料平台放在一起，并通过彼此之间的通道，我们可以看到，与其只使用一种材料，不如真正拥有两个世界的乐趣。”

这项工作得到了美国教育部科学办公室的支持，该办公室是Q-NEXT中心的一部分它也得到了美国的支持s国家科学基金会和瑞士国家科学基金

来源:

Materials provided by
DOE/Argonne National Laboratory.
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参考:

Daniel Riedel, Hope Lee, Jason F. Herrmann, Jakob Grzesik, Vahid Ansari, Jean-Michel Borit, Hubert S. Stokowski, Shahriar Aghaeimeibodi, Haiyu Lu, Patrick J. McQuade, Nicholas A. Melosh, Zhi-Xun Shen, Amir H. Safavi-Naeini, Jelena Vučković.
Efficient Photonic Integration of Diamond Color Centers and Thin-Film Lithium Niobate. ACS Photonics, 2023; DOI: 10.1021/acsphotonics.3c00992

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