Лента новостей

18:08
Handelsblatt: Запад наказал сам себя
18:05
Украина потеряна для России надолго
16:02
Helsingin Sanomat: Москвичи обживаются в Риге
15:58
Морской бой: Сколько надо «Цирконов», чтобы потопить «Королеву Елизавету»
15:10
The Washington Post: Европу возмутили новые антироссийские санкции
15:03
ВМС-2017: «Панцирь-МЕ» прикроет, «Калибр» прибьет
14:51
«Нихон кэйдзай»: ЧМ-2018 изменит имидж России
14:29
Европа соблазнила Лукашенко банковской революцией
14:24
The Associated Press: США подстрекают к смене режима в России?
14:21
«Где крымские партизаны и подорванные эшелоны оккупантов»?
14:16
Der Spiegel: Габриэль поспорил с Лавровым
14:10
Российский «Запад»: Залп по субмаринам НАТО будет смертельным
09:03
The Intercept: Безответственное отношение СМИ к «российской угрозе»
08:58
Украинских полковников взрывают за Гиви и Моторолу
08:56
CounterPunch: Рашагейт несостоятелен
08:54
Главкомат ВМФ просит Кремль лечь на обратный курс
08:51
Birg?n: Сирийская мозаика из шести деталей
08:46
Умирающим в тундре партизанам, мерещились рестораны
08:44
Wired Magazine: Кто стоит за вирусом Petya?
08:40
«США не справятся с ИГИЛ без России»
08:38
Kyodo: Российская нефть для северокорейского товарища
07:24
Путин: ряд зарубежных спецслужб работают для дестабилизации регионов вблизи границ РФ
07:23
Такая конституционная Конституция Украины
07:23
Handelsblatt: антироссийские санкции принесли всем миллиардные убытки
07:22
Asia Times: возвращать России статус «империи зла» — опасная затея
07:19
Кадыров опроверг саудовский ультиматум Путину
07:17
«Война перешла в диверсионную стадию»
07:16
ЦРУ подставит Россию под ракетный удар Британии?
07:15
Глава американской военной разведки Винсент Стюарт оценил перспективы возможностей России
07:14
«Лада» для ВМФ: Россия будет развивать воздухонезависимые подводные силы
07:12
Фронтовые кадры: Удары ВКС РФ и танковые бои с ИГИЛ на пути к Дейр эз-Зору
07:10
Atlantico: Меркель без труда поставила Макрона на место
07:10
Судьба мразей уже решена
07:05
Киев попросил НАСА из космоса проследить за строительством Крымского моста
07:03
СССР виновен лишь в том, что не расстрелял отца Порошенко
07:01
У Коломойского отобрали крымские пансионаты и 43 элитные квартиры
07:00
ООН назвала вирус Petya более опасным и технически сложным, чем WannaCry
06:57
Газовый блеф США
06:57
ВКС РФ довели американских летчиков до нервного истощения
06:54
Газовая шизофрения киевской хунты
06:54
Корабли и самолеты США заняли атакующие позиции для нападения на Сирию
06:52
ОДК приступила к испытаниям морских двигателей М90ФР
06:50
Операция «Колокольчики плюща»
00:00
Этот день в истории - 29 Июня
21:49
Le Monde: Истинное лицо освободителей Ракки
Все новости

Архив публикаций

«    Июнь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930 
» » Создан лазер, размером с рисовое зерно, накачка которого производится единичными электронами

Создан лазер, размером с рисовое зерно, накачка которого производится единичными электронами

Миниатюрный микроволновый лазер


Исследователи из Принстонского университета (Princeton University) изготовили миниатюрный лазер нового типа, размер которого не превышает размеров рисового зернышка. Но самым интересным является то, что накачка этого микроволнового лазера, мазера, производится отдельными электронами, перемещающимися за счет эффекта квантового туннелирования через структуру "искусственного атома", известного под названием квантовой точки. Создание данного устройства является демонстрацией некоторого вида фундаментальных взаимодействий между светом и движущимися электронами, а практическое применение разработанная технология может найти в области квантовых вычислений, где квантовые точки, изготовленные из полупроводниковых материалов, могут выступать в роли квантовых битов, кубитов будущих квантовых компьютеров.

"Создание квантового лазера является важным шагом на пути создания квантовых вычислительных систем на базе полупроводниковых материалов" - рассказывает Джейкоб Тэйлор (Jacob Taylor), ученый из Национального института стандартов и технологий, - "И данное достижение полностью вписывается в движение к нашей главной цели - к реализации явления квантовой запутанности между кубитами полупроводниковых квантовых устройств, благодаря которому они смогут обмениваться информацией друг с другом".

Для создания миниатюрного лазера исследователи спроектировали квантовые точки, которые излучают фотоны в те моменты, когда движущиеся электроны переходят с более высокого на более низкий энергетический уровень. Каждая такая квантовая точка способна пропустить через себя только один электрон за один раз. "Это походит не группу людей, пытающихся перепрыгнуть через ручей при условии того, что площадка, с которой можно прыгнуть и на которую можно приземлиться, вмещает только одного человека" - рассказывает один из исследователей, - "Поэтому люди вынуждены преодолевать поток по одному. И наши двойные квантовые точки работают точно так, пропуская электроны через себя строго по одному".

Основой квантовых точек являются чрезвычайно тонкие, до 50 нанометров, нанопроводники из арсенида индия, полупроводникового материала. Эти нанопроводники проложены поверх металлических проводников еще меньшего диаметра, которые выполняют роль электрода, затвора, управляющего энергетическим уровнем квантовых точек.

Структура квантовой точки


Лазер состоит из двух идентичных квантовых точек, расположенных на расстоянии 6 миллиметров в углублении, деланном на подложке из сверхпроводящего материала, охлажденного практически до температуры абсолютного нуля. "Это является первым разом в истории физики, когда реализована квантовая связь между двумя точками, разделенными весьма существенным расстоянием, почти сантиметром".

Когда на устройство подается электрический потенциал, электроны по одному начинают проходить через структуру двойной квантовой точки. Теряя энергию на этом переходе, электроны заставляют квантовые точки излучать фотоны микроволнового диапазона, которые, отражаясь от зеркал, расположенных по краям углубления, выстраиваются в последовательный луч микроволнового лазерного излучения.

Большим преимуществом нового лазера является то, что энергетические уровни каждой квантовой точки могут быть установлены с очень высокой точностью. Чем больше разница между энергетическими уровнями квантовых точек, тем большую частоту имеет излучение лазера. Это позволяет получить такую частоту излучения лазера, на которой принципиально не могут работать полупроводниковые лазеры других типов, частота излучения которых, к тому же, определяется в момент их производства.

"Использование двойных квантовых точек позволяет получить полный контроль над их энергетическими уровнями и, как следствие, над движением отдельных электронов. Это, в свою очередь, позволяет лазеру излучать как непрерывный поток света достаточно большой для его размеров мощности, так и отдельные фотоны. И, благодаря этому, новый лазер может с успехом выступать в роли источника света и источника единичных фотонов для квантовых вычислительных систем будущего".


Первоисточник





Опубликовано: legioner     Источник

Похожие публикации


Добавьте комментарий

Новости партнеров


Loading...

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Наверх