Научно-образовательный портал

Физики из Йeльскoгo Унивeрситeтa, Унивeрситeтa Чикaгo и Aргoннскoй Нaциoнaльнoй Лaбoрaтoрии сoздaли устрoйствo, спoсoбнoe считывaть кoличeствo и, в пeрспeктивe, квaнтoвoe сoстoяниe электронов, левитирующих подобно «ховерборду» над сверхтекучим гелием. Физики обратили внимание, что величина сдвига достаточно велика, чтобы на ее основе определить колебательное состояние одного электрона. Ученые охладили систему до температуры лишь на 25 тысячных долей кельвина выше абсолютного нуля и поместили небольшое количество сверхтекучего гелия между электрическими контактами. Ученые отмечают, что время жизни таких квантовых систем может составлять сотни секунд, что также облегчает создание компьютеров. Однако до сих пор не существовало способа, с помощью которого можно было бы измерять, записывать состояние частиц или хотя бы определять их количество.В новой работе авторы совместили левитирующие электроны со сверхпроводящим резонатором, расположенным рядом с ними. Сами электроны при этом могут находиться в таком состоянии на протяжении суток. Первая из них притягивает электрон к гелию, этот процесс аналогичен притяжению электрона к металлическим объектам. Петер Рабл, автор заметки на Physics, эксперт из Венского Технологического Университета, отмечает, что такая система способна конвертировать квантовые состояния фотонов в колебательные состояния электронов при некоторой доработке устройства, что расширяет ее возможные применения. Вторая сила имеет более сложную природу и возникает из запрета Паули на нахождение двух электронов в одном квантовом состоянии. Прибор может стать основой для квантового вычислителя, роль кубитов в котором выполняют свободные электроны. В результате образуется «кристаллическая решетка», состоящая из электронов-кубитов. Более 15 лет назад была предложена схема таких изолированных квантовых элементов памяти, основанная на необычном взаимодействии между электронами и сверхтекучим гелием.Если поместить электрон рядом со сверхтекучим гелием, то возникают две силы. В результате электрон оказывается левитирующим на высоте нескольких нанометров над поверхностью гелия.С помощью электрического поля такие электроны можно дополнительно зафиксировать в одном из направлений. Затем, с помощью вольфрамового электрода физики поместили над поверхностью гелия большое количество электронов. В частности, возможно создать принципиально новые состояния материи, основанные на контроле индивидуальных электронов в электронной решетке.Владимир КоролёвN+1