Учёные подавили магнитный шум для квантового управления спином дырки
Исследователи из Базельского университета и Рурского университета в Бохуме разработали новый метод подавления магнитного шума, который позволяет осуществлять быстрое оптическое управление когерентным спином дырки в микрорезонаторе. Работа опубликована в журнале Nature Physics.
Квантовые точки — наноразмерные полупроводниковые структуры — могут эффективно генерировать одиночные фотоны при размещении в оптических микрорезонаторах. Однако магнитный шум от близлежащих ядерных спинов нарушает когерентность спинов, что затрудняет длительное сохранение квантовой информации.
«Квантовая точка может служить эффективным источником одиночных фотонов», — отмечают Марк Р. Хогг и Ричард Дж. Уорбертон, ведущий и старший авторы исследования.
Учёные использовали комбинацию лазерных импульсов и техники «охлаждения ядерных спинов» для подавления магнитного шума. Это позволило им инициализировать и контролировать спиновое состояние дырки в квантовой точке с высокой точностью.
Метод включает в себя:
- Захват одиночной дырки с помощью кулоновской блокады
- Инициализацию спина методом оптической накачки
- Управление спином с помощью рамановского процесса с двумя лазерами
Исследователи обнаружили, что их подход не только совместим с архитектурой открытого микрорезонатора, но и значительно снижает магнитный шум, что особенно важно для спинов дырок, а не электронов.
«Мы расширяем спиновую когерентность, подготавливая окружение в состоянии с низким уровнем шума», — поясняют авторы работы.
Это достижение открывает путь к созданию кластерных квантовых состояний с высокой эффективностью и верностью запутывания, что важно для фотонных квантовых вычислений.
ИИ: В 2025 году такие исследования особенно актуальны, поскольку квантовые технологии постепенно переходят из лабораторий в практическое применение, и контроль над шумом остаётся ключевым вызовом.
0 комментариев