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:

Lue lisää uutisia

bakteereja ohjataan magneettikentän avulla
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Fyysikot saivat bakteerit uimaan lähes täydellisissä riveissä

Bakteerien ohjaaminen onnistui magneettikentän avulla. Löytö auttaa ymmärtämään bakteeripopulaatioiden käyttäytymistä ja voi jatkossa auttaa esimerkiksi kehittämään uuden sukupolven materiaaleja, joista kaavaillaan apua muun muassa lääkkeiden kohdennettuun kuljettamiseen kehon sisällä.
2020 rajanylitykset pohjoismaissa
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat loivat ainutlaatuisen ennustemallin kuvaamaan pandemian leviämistä maiden rajojen yli

Pohjoismainen yhteishanke pureutui koronaviruksen leviämiseen vuonna 2020. Tutkimuksen avulla voidaan jatkossa ennakoida paremmin, milloin ja mitkä matkustusrajoitukset ovat pandemiaolosuhteissa tarkoituksenmukaisia.
Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulu / Kuva Roope Kiviranta
Nimitykset Julkaistu:

Professorinimityksiä Kauppakorkeakoulussa

Prottoy Akbarin, Pablo Warnesin, Erkki Vihriälän ja Christoph Huberin nimitykset astuvat voimaan 1.8.2024.
Event poster with a young researcher looking down with lighst and code reflected around her.
Yhteistyö, Tutkimus ja taide, Opinnot Julkaistu:

Unite! Research Week 14.-18.lokakuussa, Grenoble-Autrans

Verkostoitumistapahtuma tohtoriopiskelijoille Unite!-verkoston yliopistoista.