Физикам из Принстонского университета впервые в мире удалось создать устройство, которое позволяет единичному электрону передать свое квантовое состояние частице света. Прежде такой процесс был невозможен, поскольку квантовое состояние электрона терялось еще до передачи.
Данное устройство стало результатом пятилетних исследований, которые проводились в лаборатории HRL, принадлежащей концернам Boeing и General Motors. Оно представляет собой полупроводниковый чип, состоящий из слоев кремния и кремний-германиевого сплава – широко распространенных и дешевых материалов. Питание чип получает от сети нанопроводов, каждый из которых тоньше человеческого волоса.
Энергия позволяет устройству захватывать электроны между слоями кремния в структурах, известных как квантовые точки. Внутри них электрон может принимать одно из трех возможных состояний – 0, 1, или 0 и 1 одновременно, что чрезвычайно важно для потенциального создания квантовых компьютеров. После этого электрон может передать свое состояние другому электрону, используя в качестве посредника единичный фотон.
Испытания нового устройства прошли успешно, но теперь исследователи из Принстона намерены пойти дальше. Они хотят усовершенствовать свой чип, чтобы дать ему возможность управлять спином захваченных электронов. Свободная манипуляция спинами, или магнитными моментами электронов, даст ученым еще больший контроль над обменом информацией между квантовыми битами.
