Uutiset

Uudella kvanttilaitteella voisi hallita lomittuneita elektronipareja täsmällisesti

Tutkijat suunnittelivat laitteen, jolla voidaan tuottaa hallitusti lomittuneita Cooperin pareja suprajohteesta ohjaamalla dynaamisesti kahta suprajohteen lähellä sijaitsevaa kvanttipistettä.
Researchers were able to time the extraction and splitting of entangled Cooper pairs from a superconductor. Picture: Aalto University.
Tutkijat suunnittelivat laitteen, jolla voidaan tuottaa hallitusti lomittuneita Cooperin pareja suprajohteesta. Kuva: Aalto-yliopisto.

Kvanttitietokoneen ja monien muiden kvanttiteknologioiden toiminta perustuu kykyyn tuottaa lomittuneita elektronipareja. Nykyisissä kvanttilaitteissa elektroniparien vuo on kuitenkin tyypillisesti kohinaista ja satunnaista, mikä vaikeuttaa näillä hiukkasilla toteutettavia synkronoituja operaatioita.

Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat löytäneet uuden tavan tuottaa lomittuneita elektroneja tasaisena virtana. Ratkaisu perustuu dynaamisesti ohjattuun Cooper-parien muodostajaan.

Laitteessa kahta suprajohteen lähellä olevaa kvanttipistettä eli nanokokoista puolijohdehiukkasta käytetään muodostamaan ja irtauttamaan lomittunut elektronipari, joka tunnetaan Cooper-parina. Kun Cooper-parien muodostajaa ohjataan tasaisella jännitteellä, tuloksena on satunnainen ja häiriöille altis prosessi.

Aallon tutkijatiimin teoreettinen analyysi osoitti, että ohjaamalla järjestelmää dynaamisesti ulkoisella porttijännitteellä voidaan ajallisesti hallita Cooperin parien muodostumista. Tämän seurauksena täsmälleen yksi pari lomittuneita elektroneja voidaan tuottaa jokaisen toimintasyklin aikana, mikä johtaa täysin kohinattomaan ja säännölliseen lomittuneiden elektroniparien vuohon.

Laite on toteutettavissa nykyteknologialla ja se mahdollistaa dynaamisen kvantti-informaation prosessoinnin lomittuneiden elektronien avulla. Tämä avaa lukuisia mahdollisuuksia tulevaisuuden kvanttiteknologioille.

Artikkeli on julkaistu 1.12.2021 Physical Review Letters -lehdessä: Dynamic Cooper Pair Splitter

Ota yhteyttä (englanniksi):

Christian Flindt

Associate Professor
T304 Dept. Applied Physics

Fredrik Brange

Postdoctoral Researcher

Voit löytää lisätietoa lomittumisesta täältä:

Aalto-yliopiston tutkijoiden työssä käytettiin piisirulle valmistettuja noin 15 mikrometrin levyisiä rumpukalvoja, jotka soivat korkealla ultraäänitaajuudella. Mittauksissa kahden rummun värähtelyistä saatiin luotua Einsteinin ennustama erikoinen kollektiivinen kvanttitila. Kuva: Aalto-yliopisto/Petja Hyttinen & Olli Hanhirova, ARKH arkkitehdit Oy.

Einsteinin ennustama haamuvuorovaikutus todennettu massiivisten kappaleiden välillä

Kvanttilomittuminen on nyt havaittu ensi kertaa makroskooppisissa objekteissa.

Uutiset
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Alustatalouden faktat ja myytit -podcastissa Timo Seppälä, Johanna Småros ja Teemu Roos pohtivat, mihin tekoäly ja sen supervoimat pystyvät?
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Paljon hypetetty tekoäly – Alustatalouden faktat ja myytit -podcast pohtii tekoälyn supervoimia

Alustatalouden faktat ja myytit -podcastin tuoreimmassa jaksossa tuodaan realismia tekoälykeskusteluun konkreettisten esimerkkien kautta ja pohditaan esimerkiksi tekoälyn mahdollisuuksia ja sitä, voiko tekoäly alkaa kehittää itse itseään.
Kaksi opiskelijaa opiskelemassa. Kuva: Aalto-yliopisto / Aino Huovio
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Henkilöstöä arvostava johtaminen lisää työhyvinvointia

Työhyvinvointi on keskeinen tekijä hyvin menestyvien yksilöiden ja organisaatioiden taustalla.
Maria Joutsenvirta
Tutkimus ja taide Julkaistu:

U-teoria – Miten johdetaan tulevaisuudesta käsin samalla kun tulevaisuus syntyy?

Luovat ihmiset, kuten taiteilijat ja tieteilijät, keksivät ja luovat uutta astumalla näkyvästä maailmasta näkymättömään mielikuvituksen maailmaan ja sieltä takaisin näkyvään. Tätä luovuuden edellyttämää herkkyyttä ja intuitiota voi oppia ja edesauttaa.
Alustatalouden faktat ja myytit -podcastin toista tuotantokautta vetävät Aalto-yliopiston professorit Robin Gustafsson ja Timo Seppälä, juontaa William von der Pahlen.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Alustatalouden faktat ja myytit -podcast sukeltaa alustatalouden saloihin

Uusi tuotantokausi: Aalto-yliopiston asiantuntijat ja vaihtuvat vieraat keskustelevat alustataloudesta ja siihen liittyvistä ajankohtaisista aiheista.