कैसे चुंबकीय क्षेत्र ट्रैप कर सकते हैं और क्वांटम कणों को नियंत्रित कर सकते हैं, इस बारे में एक खोज अगली पीढ़ी के क्वांटम कंप्यूटर और सेंसर के विकास में तेजी ला सकती है। रेजेंसबर्ग विश्वविद्यालय और मिशिगन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया है कि कैसे एक क्रिस्टल सामग्री क्वांटम सूचना वाहक को एक ही आयाम तक सीमित करने के लिए चुंबकत्व का उपयोग कर सकती है, संभवतः क्वांटम जानकारी के जीवनकाल का विस्तार कर सकती है।
प्रकृति सामग्री में प्रकाशित अध्ययन से पता चलता है कि कैसे क्रोमियम सल्फाइड ब्रोमाइड, एक स्तरित क्रिस्टल सामग्री, क्वांटम कणों को चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके एकल परमाणु चादरों के भीतर एक्सिटोन नामक क्वांटम कणों को फंसा सकती है। यह नियंत्रण तंत्र भविष्य की क्वांटम प्रौद्योगिकियों के लिए महत्वपूर्ण साबित हो सकता है।
एक क्वांटम स्विस सेना चाकू
“दीर्घकालिक दृष्टि है, आप संभावित रूप से क्वांटम मशीनों या उपकरणों का निर्माण कर सकते हैं जो इन तीनों या यहां तक कि इन सभी गुणों का उपयोग करते हैं: फोटॉन्स को जानकारी के लिए स्थानांतरित करने के लिए, इलेक्ट्रॉनों को उनकी बातचीत के माध्यम से जानकारी को संसाधित करने के लिए, जानकारी संग्रहीत करने के लिए, और फोनन को संशोधित करने के लिए फ़ोननवाद, और फोनन को संशोधित करने के लिए और नई आवृत्तियों के लिए जानकारी को ट्रांसड्यूस करें, ”मिशिगन विश्वविद्यालय में इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के प्रोफेसर मैककिलो कियारा बताते हैं।
कारावास की शक्ति
सामग्री के अद्वितीय गुण आणविक फीलो पेस्ट्री के समान, इसकी स्तरित संरचना से निकलते हैं। नीचे -222 डिग्री फ़ारेनहाइट (132 केल्विन), ये परतें वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्रों का विकास करती हैं, जिससे वैज्ञानिक एक एंटीफेरोमैग्नेटिक संरचना कहते हैं। यह चुंबकीय व्यवस्था excitons – इलेक्ट्रॉनों और इलेक्ट्रॉन “छेद” के जोड़े – एकल परमाणु परतों के भीतर सीमित रहने के लिए मजबूर करती है।
“चुंबकीय आदेश एक्साइटन और उनकी बातचीत को आकार देने के लिए एक नया ट्यूनिंग घुंडी है। यह भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक्स और सूचना प्रौद्योगिकी के लिए एक गेम चेंजर हो सकता है, ”रेजेंसबर्ग विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर रूपर्ट ह्यूबर कहते हैं।
सटीक माप
अनुसंधान टीम ने इन सीमित एक्साइटन को बनाने और अध्ययन करने के लिए एक सेकंड के सिर्फ 20 चतुर्भुजों के लिए अल्ट्रा-फास्ट इन्फ्रारेड लेजर दालों का उपयोग किया। उनके प्रयोगों से पता चला है कि एक्साइटन दो अलग -अलग ऊर्जा राज्यों को प्रदर्शित करते हैं – एक घटना जिसे ठीक संरचना के रूप में जाना जाता है – जिसे तापमान या बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों के माध्यम से सामग्री की चुंबकीय स्थिति को बदलकर नियंत्रित किया जा सकता है।
“, चूंकि इलेक्ट्रॉनिक, फोटोनिक और स्पिन डिग्री की स्वतंत्रता को दृढ़ता से आपस में जोड़ा जाता है, एक चुम्बकीय और एक गैर-केगनेटाइज्ड राज्य के बीच स्विच करना फोटॉन और स्पिन-आधारित क्वांटम जानकारी को बदलने के लिए एक बहुत तेज़ तरीके के रूप में काम कर सकता है,” विश्वविद्यालय में अनुसंधान अन्वेषक ने कहा। मिशिगन और अध्ययन के सह-प्रथम लेखक।
भविष्य के अनुप्रयोग
खोज क्वांटम कंप्यूटिंग और सूचना प्रसंस्करण के लिए नई संभावनाएं खोलती है। जब एक एकल आयाम तक सीमित हो जाता है, तो क्वांटम सूचना वाहक एक -दूसरे से टकराने और अपनी संग्रहीत जानकारी खोने की संभावना कम होती हैं, जो संभवतः अधिक स्थिर क्वांटम सिस्टम के लिए अग्रणी होती है।
अनुसंधान टीम ने यह जांचने की योजना बनाई है कि क्या इन सीमित एक्साइटन को चुंबकीय उत्तेजनाओं में परिवर्तित किया जा सकता है, जो विभिन्न प्रकार के क्वांटम सूचना वाहक – फोटॉनों, एक्साइटन और इलेक्ट्रॉन स्पिन के बीच एक महत्वपूर्ण लिंक प्रदान कर सकता है।
अध्ययन में रेजेंसबर्ग विश्वविद्यालय, मिशिगन विश्वविद्यालय, रसायन विज्ञान विश्वविद्यालय और प्रौद्योगिकी प्राग, और ड्रेसडेन प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के बीच एक सहयोग का प्रतिनिधित्व किया गया है। अनुसंधान को जर्मन रिसर्च फाउंडेशन, नेशनल साइंस फाउंडेशन और वैज्ञानिक अनुसंधान के वायु सेना कार्यालय से समर्थन मिला।
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