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

В РАН объяснили появление рыб-фугу в акватории Приморья

Ученые объясняют внезапный заход рыб-фугу непосредственно в акваторию Приморья усилением теплых течений. Такие данные озвучила…

1 час назад

В РФ нашли способ повысить всхожесть ячменя в условиях засухи

Биоудобрение в виде геля, разработанное учеными Новосибирского государственного технического университета (НГТУ), в целом повысило всхожесть…

8 часов назад

Институт прикладной геофизики: на Солнце возможны сильные вспышки 15-16 июня

Низкая вспышечная активность ожидается непосредственно на Солнце в ближайшие дни - 15-16 июня. Отмечается, что…

8 часов назад

Эксперт Загребельный счел решение США по Anthropic аргументом для развития ИИ в РФ

Недавнее решение властей США потребовать от американской компании Anthropic существенно ограничить доступ иностранных пользователей непосредственно…

20 часов назад

Астроном Язев назвал самый длинный день в году в Москве и Санкт-Петербурге

Продолжительность самого длинного в текущем году светового дня непосредственно в России, которым станет 21 июня,…

21 час назад

На Колыме открылся обновленный курорт с термальными водами «Талая»

Курорт "Талая" на термальном источнике в одноименном поселке Колымы накануне открылся после довольно длительного периода…

3 дня назад