2008-01-25

Puncte cuantice în grafena - încă un pas spre calculul cuantic!

Puncte cuantice în grafena
Foto Sus: Imagine AFM a dispozitivului. Liniile punctate indica limita zonelor de graphene, iaz zonele in relief sunt porti metalice folosite pentru contactarea insulei de graphene. Foto Jos: Ilustrare schematica a punctului cuantic in graphene. Sursa:Applied Physics Letters
Peste tot în lume cercetătorii lucrează la diferite modele pentru un computer cuantic. Unul din modelele propuse foloseşte spinul electronic pentru stocarea datelor. Cu toate că primii paşi în această direcţie au fost făcuţi folosind puncte cuantice în GaAs, există anumite limitări ale acestui material.


Categorie: Fizica
Postată de: Daniel Tutuc

În volumul din ianuarie al publicatiei ştiinţifice Applied Physics Letters grupul profesorului Klauss Ensslin de la ETH, Zurich crede că a găsit o soluţie alternativă pentru GaAs, şi anume punctele cuantice în grafena.

În ultimii ani atenţia cercetatorilor a fost atrasă din ce în ce mai mult de grafena. Acesta este o formă de carbon, fiind varianta bidimensională a grafitului, adică o reţea de atomi de carbon, dispuşi hexagonal într-un plan. Nanotuburile de carbon pot fi considerate cilindrii de grafena.

Una din cerinţele unui computer cuantic care foloseşte spinul electronic (model propus de Daniel Loss şi David DiVincenzo în 1997), este ca spinul să aibă o direcţie bine definită. În GaAs spinul electronic nu poate să îşi păstreze direcţia indefinit. În câmp magnetic spinul nu poate fi decât sus sau jos, însă spinul interacţionează cu mediul înconjurător. În afară de electroni, şi nucleele posedă spin, care până la urmă o să interacţioneze cu spinul electronic, acest lucru cauzând o rupere a coerenţei în sistemul cuantic.

Grafena se pare că e materialul în care această problemă poate fi depăşită. În acest tip de material, 98% din nucleele de carbon neavând spin, interacţia spin electronic-spin nuclear este redusă dramatic. O a doua proprietate favorabilă a grafenei este faptul că e un sistem bidimensional natural, spre deosebire de gazele bidimensionale create în GaAs prin MBE (Molecular Beam Epitaxy), reducând astfel eventualele costuri de producţie.

Grupul condus de Klauss Ensslin tocmai a arătat că este posibilă realizarea unui punct cuantic în grafena, însă până la realizarea unui qubit folosind acest material mai sunt multe obstacole de depăşit. În primul rând pentru a funcţiona ca mediu de stocare pentru qubiti, un punct cuantic trebuie să funcţioneze într-un regim cu număr redus de electroni (<10), regim încă neatins de grupul de la ETH. Odata atins regimul cu număr redus de electroni, pasul următor ar fi controlul (scrierea) şi citirea stărilor spinilor electronici din punctul cuantic.

Sursa originală: Applied Physics Letters . Ştire preluată de www.stiinta.info.

Comentarii

  • January 25, 2008, 11:11 am - Adi

    Mersi, Dani, este mult mai clar. Eram confuz, credeam ca punct cuantic si qubit sunt unul si acelasi lucru, dar acum inteleg ca au realizat prima etapa, un punct cuantic, si lucrand acum la a doua, anume la realizarea unui qubit prin reducerea numarului de electroni din qubit.

  • January 25, 2008, 9:23 am - Daniel

    Salut Adi,

    Este vorba despre realizarea experimentala a unui punct cuantic in grafena. Doar atat deocamdata. Dupa cum am incercat sa explic si in ultimul paragraf, un qubit poate fi realizat dintr-un punct cuantic doar atunci cand in punctul cuantic sunt foarte utini electroni (<10), iar acest regim nu a fost atins in grafena din cauza mobilitatii scazute a electronilor. Aceasta problema ramane sa fie rezolvata in viitor.

  • January 25, 2008, 8:22 am - Adi

    Buna Dani! Felicitari pentru articol. Am o intrebare. Acest grup lucreaza teoretic pentru a intelege daca din grafena se poate face un qubit, sau lucreaza experimental? Au facut progrese spre a crea un qubit, sau chiar l-au creat? Mersi mult.

Adaugă un comentariu

Adaugă un comentariu

This is a captcha-picture. It is used to prevent mass-access by robots. (see: www.captcha.net)
Codul din imagine:
Numele dvs.(*):
COMENTARIU. Sugestie: SALVATI inainte de a trimite! Eventual puteti selecta cu Ctrl-A si apoi copia cu Ctrl-C. Sistemul mai da erori, in special daca textul este lung!(*):
 

Aceasta pagina a fost vizitata de 24256 ori