Einsteinin ennustama haamuvuorovaikutus todennettu massiivisten kappaleiden välillä
Kvanttilomittuminen on nyt havaittu ensi kertaa makroskooppisissa objekteissa.
Uudella kvanttilaitteella voisi hallita lomittuneita elektronipareja täsmällisesti
Tutkijat suunnittelivat laitteen, jolla voidaan tuottaa hallitusti lomittuneita Cooperin pareja suprajohteesta ohjaamalla dynaamisesti kahta suprajohteen lähellä sijaitsevaa kvanttipistettä.
Kvanttitietokoneen ja monien muiden kvanttiteknologioiden toiminta perustuu kykyyn tuottaa lomittuneita elektronipareja. Nykyisissä kvanttilaitteissa elektroniparien vuo on kuitenkin tyypillisesti kohinaista ja satunnaista, mikä vaikeuttaa näillä hiukkasilla toteutettavia synkronoituja operaatioita.
Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat löytäneet uuden tavan tuottaa lomittuneita elektroneja tasaisena virtana. Ratkaisu perustuu dynaamisesti ohjattuun Cooper-parien muodostajaan.
Laitteessa kahta suprajohteen lähellä olevaa kvanttipistettä eli nanokokoista puolijohdehiukkasta käytetään muodostamaan ja irtauttamaan lomittunut elektronipari, joka tunnetaan Cooper-parina. Kun Cooper-parien muodostajaa ohjataan tasaisella jännitteellä, tuloksena on satunnainen ja häiriöille altis prosessi.
Aallon tutkijatiimin teoreettinen analyysi osoitti, että ohjaamalla järjestelmää dynaamisesti ulkoisella porttijännitteellä voidaan ajallisesti hallita Cooperin parien muodostumista. Tämän seurauksena täsmälleen yksi pari lomittuneita elektroneja voidaan tuottaa jokaisen toimintasyklin aikana, mikä johtaa täysin kohinattomaan ja säännölliseen lomittuneiden elektroniparien vuohon.
Laite on toteutettavissa nykyteknologialla ja se mahdollistaa dynaamisen kvantti-informaation prosessoinnin lomittuneiden elektronien avulla. Tämä avaa lukuisia mahdollisuuksia tulevaisuuden kvanttiteknologioille.
Artikkeli on julkaistu 1.12.2021 Physical Review Letters -lehdessä: Dynamic Cooper Pair Splitter
Ota yhteyttä (englanniksi):
Voit löytää lisätietoa lomittumisesta täältä:
Lue lisää uutisia
Tutustu meihin: Professori Maria Sammalkorpi
Sammalkorpi on väitellyt tohtoriksi Teknillisestä korkeakoulusta vuonna 2004. Väiteltyään Sammalkorpi on toiminut tutkijana mm. Princetonin ja Yalen yliopistoissa sekä Aalto-yliopistossa.
Fyysikot saivat bakteerit uimaan lähes täydellisissä riveissä
Bakteerien ohjaaminen onnistui magneettikentän avulla. Löytö auttaa ymmärtämään bakteeripopulaatioiden käyttäytymistä ja voi jatkossa auttaa esimerkiksi kehittämään uuden sukupolven materiaaleja, joista kaavaillaan apua muun muassa lääkkeiden kohdennettuun kuljettamiseen kehon sisällä.
Tutkijat loivat ainutlaatuisen ennustemallin kuvaamaan pandemian leviämistä maiden rajojen yli
Pohjoismainen yhteishanke pureutui koronaviruksen leviämiseen vuonna 2020. Tutkimuksen avulla voidaan jatkossa ennakoida paremmin, milloin ja mitkä matkustusrajoitukset ovat pandemiaolosuhteissa tarkoituksenmukaisia.