Наука

Physical Review B: В РФ разработан новый метод получения квантовой запутанности электронов

6 июля 2023, 09:31 — ЭкоПравда

Российский ученый предложил новый метод разделения электронных пар с помощью интерферометра Боголюбова. Этот прибор позволяет извлекать пары квантово-запутанных электронов из сверхпроводника — материала, который может проводить электрический ток без сопротивления.

Исследование этого эффекта представляет интерес для фундаментальной науки, так как позволяет управлять квантовыми состояниями заряженных частиц с помощью небольших изменений магнитного поля. Результаты исследования, финансируемого грантом РНФ, опубликованы в журнале Physical Review B.

В сверхпроводниках электроны существуют в виде связанных куперовских пар. В такой паре частицы имеют два противоположных значения спина, которые обозначаются знаками «+» и «-» , и указывают на направление вращения частицы. Одной из удивительных особенностей куперовской пары является квантовая запутанность, которая означает, что у каждого электрона в паре нет определенного направления вращения.

Тем не менее, если измерить спин одного электрона (например, если он оказывается «+»), то спин второго электрона с вероятностью 100% будет «-» . Об этом сообщает Inscience.news.

Запутанные пары сохраняют эту «квантовую память» друг о друге даже на больших расстояниях, и поэтому они являются важными как для фундаментальной науки, так и для технологии, включая защищенную генерацию секретных ключей в квантовой криптографии.

До сих пор основным способом генерации квантовой запутанности является использование фотонов — частиц света, поскольку для достижения аналогичного эффекта с электронами нет надежного метода. Несмотря на то, что сверхпроводник является естественным хранилищем запутанности, разделение куперовских пар на отдельные электроны в нем оказывается достаточно сложным.

Ученый из черноголовского Института физики твердого тела имени Осипьяна предложил использовать интерферометр Боголюбова для разделения пар Купера. Для этого сверхпроводник помещается в устройство, называемое интерферометром. Интерферометр содержит два квантовых сужения и измеряет прохождение электронов через эти области.

Эта структура напоминает беговую дорожку, в которой частицы движутся только в одном направлении. Однако движение этих электронов волнообразно, и их волны интерферируют друг с другом на каждом витке. Интерференция — это явление, при котором волны могут усиливать или гасить друг друга в зависимости от того, где «гребень» одной волны накладывается на другую.

Изменяя силу магнитного поля в интерферометре, можно контролировать как интерференционную картину, так и вероятность выхода электронов через ту или иную зажатую область. Расщепление куперовских пар в этом методе происходит быстрее, чем в других методах, и эффективность из-за этого остаётся на уровне 50%.

Ранее «ЭкоПравда» сообщала, что в университете Раскина выяснили, что игра на барабанах и пение смягчают симптомы деменции.

Аветис Армутян

Поделиться
Опубликовано
Аветис Армутян

Последние статьи

На Бали прекратил работу последний аттракцион по катанию туристов на слонах

Mason Elephant Park, расположенный на острове Бали, прекратил окончательно катать людей на слонах. Причем это…

2 минуты назад

AIRI: расчеты ученых из РФ повысят безопасность хранения радиоактивного технеция-99

Российские ученые применили методы квантовой химии и системы ИИ непосредственно для поиска стабильных соединений углерода…

1 день назад

UR: создано покрытие для труб, заставляющее их плавать по поверхности воды

Международный коллектив физиков разработал недавно особое покрытие непосредственно для внешней и внутренней поверхности труб, которое…

1 день назад

В прибрежных лесах Тайваня найден цветок, «нарушивший» законы эволюции

Американские ботаники рассказали, что один из известных видов цветущих лиан, которые произрастают сейчас в прибрежных…

1 день назад

В России адаптируют систему переработки диоксида углерода для РОС

Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения (АО "НИИхиммаш") намерен адаптировать специальную систему переработки диоксида углерода…

2 дня назад

Свойства торфа улучшили для выращивания растений с помощью добавления биоугля

Улучшить свойства торфа, который используется для выращивания различных растений, могут так называемые биоугли непосредственно из…

2 дня назад