科学者は、単一のナノスケール量子オブジェクトの低電力動的制御を実現します

電気工学科の助教授であるJustusNdukaifeのリーダーシップの下、ヴァンダービルト大学の研究者は、低出力レーザービームを使用してトラップし、 move.method。

人間の髪の毛の幅は約90,000ナノメートルですが、ナノダイヤモンドは100ナノメートル未満です。 Ndukaifeは、これらの炭素ベースの材料は、すべての光を放出できる数少ない基本単位の1つであると説明しました。これは、量子フォトニクスの将来のアプリケーションの一部である単一光子です。

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現在、ナノスケールの金属の表面近くに集束したライトフィールドを使用してナノダイヤモンドを捕捉することは可能ですが、レーザービームのスポットが大きすぎるため、このように移動することはできません。原子間力顕微鏡を使用すると、科学者がナノダイヤモンドを発光増強環境の近くの正しい位置に1つずつ押して、有用な構造を形成するのに数時間かかります。




さらに、量子コンピューターの処理速度を上げるための重要な要素であるエンタングルメントソースとキュービットを作成するには、いくつかのナノダイヤモンドエミッターを近くに配置して、相互作用してキュービットを形成できるようにする必要があります。 Ndukaife氏は次のように述べています。「学際的なアプローチを使用して、ナノダイヤモンドのトラップと操作を容易にすることに着手しました。当社のピンセットである低周波電熱プラズマピンセット（LFET）は、レーザービームのごく一部を低周波交流と組み合わせます。電界の組み合わせ。これは、ナノダイヤモンドを捕捉して移動するための新しいメカニズムです。面倒で時間のかかるプロセスが数秒に短縮されます。LFETは、この種の最初のスケーラブルな輸送およびオンデマンドアセンブリです。テクノロジー」



Ndukaifeの仕事は量子コンピューティングの重要な要素であり、この技術は、高解像度のイメージングから壊れないシステムの作成、ますます小型のデバイスやコンピューターチップまで、まもなく多数のアプリケーションを実現します。 2019年、米国エネルギー省は、量子コンピューティングとネットワークの開発を進めるために、6,070万ドルを資金に投資しました。



「この種の技術で使用できる高効率の単一光子源を生成するようにナノダイヤモンドを制御することは、未来を形作るだろう」とNdukaife氏は述べた。ナノフォトンと組み合わせる構造は結合されています。」



Ndukaifeは、ナノダイヤモンドをさらに調査し、発光性能を向上させるように設計されたナノフォトニック構造に配置する予定です。彼らと一緒に、彼の研究室は、情報処理とイメージングのためのオンチッププラットフォームで超高輝度単一光子源とエンタングルメントを実現する可能性を探求します。 「この研究で構築するものはたくさんあります。これは、低出力レーザービームを使用して2次元空間で単一のナノスケールオブジェクトを動的に操作できる最初の技術です」と彼は言いました。