science >> Wetenschap >  >> Fysica

Nieuwe haalbare manier om informatie op te slaan voor kwantumtechnologieën?

Vertegenwoordiging van de buigmodus van een nanobuis, hier weergegeven in turkooisblauw, en van de locatie van elektronen, in rood en bruin in de tube. Krediet:Fabio Pistolesi

Kwantuminformatie zou de oorzaak kunnen zijn van de volgende technologische revolutie. Naar analogie met het bit in klassieke informatica, de qubit is het basiselement van quantum computing. Echter, het aantonen van het bestaan ​​van deze informatie-opslageenheid en het gebruik ervan blijft complex, en dus beperkt. In een studie gepubliceerd op 3 augustus 2021 in Fysieke beoordeling X , een internationaal onderzoeksteam bestaande uit CNRS-onderzoeker Fabio Pistolesi1 en twee buitenlandse onderzoekers toonden met theoretische berekeningen aan dat het mogelijk is een nieuw type qubit te realiseren, waarin informatie wordt opgeslagen in de trillingsamplitude van een koolstofnanobuisje.

Deze nanobuisjes kunnen een groot aantal oscillaties uitvoeren zonder af te nemen, waaruit blijkt dat ze weinig interactie hebben met de omgeving, en maakt ze uitstekende potentiële qubits. Deze eigenschap zou zorgen voor een grotere betrouwbaarheid bij kwantumberekeningen. Er blijft echter een probleem bestaan ​​met betrekking tot het lezen en schrijven van informatie die is opgeslagen in de eerste twee energieniveaus2 van deze oscillatoren.

Wetenschappers hebben met succes bewezen dat deze informatie kan worden gelezen door gebruik te maken van de koppeling tussen elektronen, een negatief geladen deeltje, en de buigmodus van deze nanobuisjes. Dit verandert de afstand tussen de eerste energieniveaus voldoende om ze onafhankelijk van andere niveaus toegankelijk te maken, waardoor het mogelijk is om de informatie die ze bevatten te lezen. Deze veelbelovende theoretische voorspellingen zijn nog niet experimenteel geverifieerd.