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激光晶體

隻有一個原子厚的半導體晶體,讓量子計算機成為可能!

來源:博科園2019-07-24 我要評論(0 )   

在每一個(ge) 隱藏在筆記本電腦或智能手機內(nei) 部的現代微電路中,都可以看到晶體(ti) 管——控製電流流動,即電子流動的小型半導體(ti) 設備。如果

在每一個(ge) 隱藏在筆記本電腦或智能手機內(nei) 部的現代微電路中,都可以看到晶體(ti) 管——控製電流流動,即電子流動的小型半導體(ti) 設備。如果用光子(光的基本粒子)取代電子,那麽(me) 科學家們(men) 將有希望創造出新的計算係統,能夠以接近光速的速度處理大量信息流。目前,光子被認為(wei) 是量子計算機中傳(chuan) 輸信息的最佳方式。這些仍然是假想的計算機,根據量子世界的定律,能夠比最強大的超級計算機更有效地解決(jue) 一些問題。


盡管創造量子計算機沒有基本的限製,科學家們(men) 仍然沒有選擇什麽(me) 材料平台將是最方便和有效實現量子計算機的想法。超導電路、冷原子、離子、金剛石中的缺陷和其他係統現在都在競爭(zheng) 成為(wei) 未來量子計算機的一個(ge) 選擇。特別是,由於(yu) 來自德國維爾茨堡大學的科學家,已經有可能提出半導體(ti) 平台和二維晶體(ti) ,南安普敦大學,格勒諾布爾阿爾卑斯大學,亞(ya) 利桑那大學,俄羅斯科學院Ioffe物理技術研究所,還有聖彼得堡大學等。


物理學家們(men) 研究了光在隻有一個(ge) 原子厚度的二硫化鉬(MoSe2)二維晶體(ti) 層中的傳(chuan) 播,這是世界上最薄的半導體(ti) 晶體(ti) 。研究人員發現,在超細晶體(ti) 層中傳(chuan) 播的光,偏振性取決(jue) 於(yu) 光的傳(chuan) 播方向。這種現象是由於(yu) 晶體(ti) 中自旋軌道相互作用的結果。有趣的是,正如科學家們(men) 所指出的,光的偏振空間分布,結果卻很不尋常——它很像一個(ge) 多顏色的海洋rapana。在維爾茨堡大學斯文·霍夫林教授實驗室裏合成了用於(yu) 實驗的超細二甲苯鉬晶,這是是歐洲最好的晶體(ti) 生長實驗室之一。


在聖彼得堡大學教授Alexey Kavokin的監督下,在維爾茨堡和聖彼得堡進行了測量。俄羅斯科學院的通訊成員,聖彼得堡大學自旋光學實驗室的一名員工,Ioffe物理技術研究所的主要研究助理米哈伊爾·格萊佐夫在理論基礎的發展中發揮了重要作用。聖彼得堡大學(St Petersburg University)自旋光學實驗室主任阿列克謝卡沃金(Alexey Kavokin)教授說:我預計在不久的將來,二維單原子晶體(ti) 將被用來在量子器件中傳(chuan) 輸信息。經典計算機和超級計算機需要很長時間才能完成的事情,量子計算設備可以很快完成。


其中蘊含著量子技術的巨大危險——堪比原子彈。例如,在量子技術幫助下,將有可能非常迅速地侵入銀行保護係統。這就是為(wei) 什麽(me) 今天密集的工作正在進行,包括創造保護量子設備的方法:量子密碼學。研究為(wei) 半導體(ti) 量子技術做出了貢獻。此外,這項研究是光誘導(即出現在光存在下)超導性研究的一大進步。這是一種讓電流通過材料電阻為(wei) 零的現象。目前,這種狀態無法在零下70攝氏度以上的溫度下達到。然而,如果找到合適材料,這一發現將使把電傳(chuan) 輸到地球上任何地方而不造成任何損失成為(wei) 可能,並創造出新一代電動機。

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