Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

19.07.2018
22:41

Физики еще сильнее запутали фотоны

    Австрийские физики заставили квантовую точку излучать запутанные фотоны с рекордным значением «верности» f ≈ 0,98, не прибегая к постобработке сигнала. Для этого ученые скомпенсировали тонкое расщепление энергетических уровней точки с помощью пьезоэлектрического актуатора. Работа исследователей позволит улучшить линии квантовой связи, заменив источники запутанных фотонов на основе параметрического рассеяния на квантовые точки. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Для создания надежной и быстрой квантовой связи необходимо генерировать запутанные фотоны с высокой частотой и большим значением «верности» (fidelity), которая показывает, насколько сильно связаны между собой квантовые состояния частиц. Для случайно выбранных состояний этот параметр равен нулю, а для запутанных фотонов, квантовые состояния которых совпадают, «верность» в точности равна единице. Пересылая такие фотоны между двумя квантовыми системами, можно синхронизировать их состояния, то есть «запутать» системы на противоположных концах линии связи. Подробнее про принципы работы квантовой связи можно прочитать в новости «Скорость передачи запутанных состояний впервые превысила скорость их разрушения», а также в материалах «Квантовая азбука: „Телепортация“» и «Квантовая связь без лишнего шума». Несмотря на то, что эта технология пока еще далека от совершенства, она уже используется на практике — например, в 2016 году в Москве запустили линию квантовой связи, по которой передаются ключи шифрования между двумя офисами «Газпромбанка».

    В настоящее время физики умеют генерировать запутанные фотоны с высокой степенью «верности» (f > 0,99), используя параметрическое рассеяние (parametric-down-conversion, PDC). В ходе этого процесса фотон с известной энергией и импульсом, попавший в нелинейную среду, распадется на два фотона, параметры которых связаны благодаря законам сохранения энергии и импульса. К сожалению, PDC неудобно использовать для квантовой связи, поскольку запутанные фотоны в нем рождаются совершенно случайно — невозможно предсказать, когда именно исходная частица распадется на запутанную пару, а потому управлять передачей информации сложно. Возможным решением этой проблемы могут быть квантовые точки — области полупроводника, в которых «зажаты» носители заряда (квазичастицы электроны и дырки). Заставить такие области излучать запутанные фотоны довольно просто, достаточно приложить к ним электрический ток, который запустит биэкситон-экситонный каскад (различные методы генерации запутанных фотонов с помощью квантовых точек приведены в подробном обзоре от авторов новой статьи).

    К сожалению, «верность» излучаемых квантовой точкой фотонов далека от идеальной. Основное препятствие, которое мешает получать запутанные фотоны — тонкое расщепление энергетических уровней квантовой точки. Строго говоря, это расщепление не является источником декогеренции само по себе, однако оно заставляет запутанные состояния эволюционировать со временем и сдвигает их относительную фазу. В результате усредненная по времени «верность» зависит от отношения временно́го разрешения установки и времени жизни экситона. Конечно, увеличить корреляцию между запутанными фотонами можно с помощью постобработки — намеренно отбирать пары, «верность» которых превышает определенное значение, а остальные фотоны отбраковывать. Тем не менее, такой отбор снижает частоту генерации, которая является критической для квантовой связи.

    Группа ученых под руководством Даниэля Хубера (Daniel Huber) предложила способ, с помощью которого можно бороться с этой проблемой, не прибегая к постобработке, и заставила квантовые точки генерировать запутанные фотоны с «верностью» f ≈ 0,98 ± 0,01. Для этого физики поместили галлий-арсенидную (GaAs) квантовую точку на пьезоэлектрический актуатор, который прикладывал к ней механическое напряжение и модифицировал потенциал, связывающий носители заряда. Рабочая область прибора была разделена на три части («ноги»), в которых точка растягивалась и сжималась в различных направлениях. В результате величина тонкого расщепления уменьшалась, падая при определенных значениях практически до нуля (ΔE ≈ 0,1 ± 0,2 микроэлектронвольт) — для этого исследователи прикладывали напряжение около 100 вольт на вторую «ногу» и около 150 вольт на первую «ногу».

    Добившись нулевой величины тонкого расщепления, ученые измерили степень запутанности излучаемых точкой фотонов, построив матрицу плотности их состояний и рассчитав их взаимную корреляцию стандартным способом. Оказалось, что «верность» фотонов примерно равна f ≈ 0,96 ± 0,01, хотя теоретически она должна достигать единицы. Снижение запутанности происходит из-за запаздывания волн, которые используются для «вырисовывания» матрицы плотности, ложных срабатываний (dark counts) и попадания в детектор фоновых фотонов, которые не имеют никакого отношения к излучению квантовой точки. Вычитая ложные срабатывания и корректируя метод определения матрицы плотности, физикам удалось увеличить «верность» запутанных фотонов до величины f ≈ 0,98 ± 0,01. Это наиболее близкая к единице величина, которая наблюдалась в экспериментах без постобработки. Кроме того, в заключении статьи авторы предлагают еще несколько способов повысить «верность» в проведенном эксперименте вплоть до f ≈ 0,99.

    Квантовые точки перспективны не только для квантовой связи, но и для квантовых вычислений — кубитами на основе этой технологии легко управлять с помощью электрического тока, а состоящие из них системы легко масштабировать. Так, в феврале этого года ученые из США и Нидерландов представили первый квантовый процессор, состоящий из двух кубитов на основе квантовых точек, и показали, что с его помощью можно смоделировать простейшие квантовые алгоритмы — например, алгоритмы Дойча-Йожи и Гровера. А в декабре 2017 физики из Австралии и Нидерландов (группы частично пересекаются) предложили интегральную схему для квантового компьютера на основе квантовых точек, которая теоретически может уместить неограниченно много кубитов — надо только следить за температурой схемы, чтобы не дать времени декогеренции системы уменьшиться слишком сильно.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/07/19/qdot-fine

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

19.07.2018
14:58

Рентгеновские данные указывают на поглощение экзопланеты звездой

19.07.2018
14:39

Астрономы открыли 12 новых спутников Юпитера. Теперь их 79

19.07.2018
14:32

В Мьянме нашли самого древнего змееныша. Он попал в янтарь 99 миллионов лет назад

19.07.2018
13:24

Вселенная оказалась полностью изученной

18.07.2018
19:47

«Искусственные звезды» позволили получить исключительно четкий снимок Нептуна

18.07.2018
19:37

Обнаружено одно из самых плотных скоплений галактик во Вселенной

18.07.2018
15:55

Обнаружена экзопланета с продолжительностью года более десяти земных лет

17.07.2018
17:43

Глубоко в недрах Земли нашли триллионы тонн алмазов

17.07.2018
17:35

Генетики выяснили новые детали выхода первых растений на сушу

17.07.2018
17:31

У одной пчелиной семьи может быть до пятидесяти разных отцов

17.07.2018
15:52

Астрономы показали астероид Рюгу в объеме

17.07.2018
14:15

Электрический гиперкар Pininfarina развивает скорость до 400 км/ч

17.07.2018
07:46

"Правда и вымысел." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

16.07.2018
20:41

Детектор PandaX-II наложил самые строгие ограничения на самодействующую темную материю

16.07.2018
20:15

Зеленая комета летит навстречу Солнцу

16.07.2018
20:12

Ученые разошлись в оценках скорости расширения Вселенной‍

16.07.2018
20:05

В Японии между двумя вулканами обнаружена подземная связь

16.07.2018
18:53

Boeing заинтересовался идеей летающего поезда «Link&Fly»

16.07.2018
18:50

Роботы-художники постепенно приближаются к лучшим живописцам человечества

<< 311|312|313|314|315|316|317|318|319|320 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList