Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Спиновые кубиты в графене

07.12.2010 Hi-tech

Электронные поясницы рассматриваются как возможные кандидаты в носители квантовой информации. Логические состояния спинового кубита «0» и «1» соответствуют двум противоположным ориентациям поясницы электрона. Сейчас теоретически и экспериментально изучается возможность организации квантовых вычислений со спиновыми кубитами в полупроводниковых квантовых точках на базе GaAs.

Наряду с этим главными источниками декогеренции являются спин-орбитальное и сверхтонкое взаимодействиепоясницы электрона с ядерными поясницами. Дабы расширить время сохранения когерентности спиновых состояний, необходимо изготавливать квантовые точки из вторых материалов, в которых эти сотрудничества существенно не сильный, чем в GaAs. К примеру, в углеродных нанотрубках и графене спин-орбитальное сотрудничество относительно мало, а сверхтонкое сотрудничество в изотопе 12C с нулевым ядерным поясницей по большому счету отсутствует (концентрация примеси 13C, в большинстве случаев, весьма мелка).

В теоретической работе [1] физиков из Университета Базеля предложен метод формирования спиновых кубитов в квантовых точках на базе графена.Спиновые кубиты в графене Для этого из графенового слоя необходимо вырезать узкую полосу со легко изогнутыми краями (в следствии чего снимается присущее графену двукратное вырождение валентной зоны и зоны проводимости) и приложить соответствующие напряжения на электроды, расположенные на протяжении полосы, см. рисунок.

Рис.1. Схематическое изображение спиновых кубитов в наноленте из графена. Синим цветом изображены «барьерные электроды», разделяющие наноленту на квантовые точки; красным цветом – электроды, при помощи которых осуществляется контроль сотрудничества между кубитами

Такие квантовые точки имеют прямоугольную форму. В них имеются дискретные уровни энергии, которым отвечают локализованные волновые функции. Расчеты продемонстрировали, что в случае если поперечные размеры квантовых точек составляют около 30 нм, и в каждой из них находится по одному электрону (поверх заполненной валентной территории), то энергия обменного сотрудничества между поясницами электронов в двух соседних квантовых точках образовывает J ~ (0.1 ? 1.5) мэВ.

Наряду с этим появляется возможность организовать (посредством управляющих кубитов) кроме того сотрудничество между поясницами достаточно удаленных друг от друга точек, не затрагивая промежуточные поясницы. Это есть следствием «квазирелятивистского» конусообразного закона дисперсии, из-за которого в графене имеет место аналог результата Клейна (заключающегося в проникновении электрона через потенциальный барьер, высота которого более чем вдвое превышает энергию спокойствия электрона, с близкой к единице возможностью [2], подробнее см. [1]). Такие нелокальные сотрудничества между кубитами ответственны, например, для квантовой коррекции неточностей.

Не смотря на то, что совокупность квантовых точек в графеновой наноленте допускает масштабирование, с практической точки зрения ее значительным недочётом есть одномерность. Альтернативу воображают два параллельных друг другу слоя графена, в которых возможно попытаться организовать двумерный массив квантовых точек [3].

Л.Опенов

Случайные записи:

Veritasium #3 Как сделать графен?


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,