Полупроводниковый спинтронный логический элемент: на пути к квантовым компьютерам

ПредыдущаяСледующая

Мечта теоретиков и экспериментаторов — квантовый компьютер, возможно, не так уж и далека от воплощения в реальность. Как сообщают исследователи из Университета штата Юта, им удалось создать органический спинтронный ключ – устройство, меняющее свою проводимость в зависимости от того, как происходит взаимодействие магнитного поля с спиновыми магнитными моментами электронов.

Спиновые взимодействия, давно и, в общем-то, хорошо известные, в последнее время все чаще становятся объектом исследований, что объясняется желанием создать в перспективе квантовую вычислительную машину, обладающую такими характерными для суперкомпьютера свойствами, как высокая скорость вычислений и возможность работы, с большими объмемами данных благодаря такому специфическому квантовому свойству, как возможность параллельного хранения и обработки информации. Для удобства, экспериментаторы предпочитают работать с двухуровневыми квантовыми системами: электронами (фермионами, обладающими двумя возможными проекциями спина на ось) и фотонами, обладающими дискретным набором направления поляризации.

Спинтронные ключи, которые являются промежуточным этапом на пути к квантовым вычислениям, обычно состоят из тонкого слоя металла или диэлектрика между двумя электродами из ферромагнитного материала. Поскольку направление магнитного момента электронов электрода может изменяться под воздействием внешнего магнитного поля, проводимость (величина, обратная электрическому сопротивлению) ключа радикально изменяется в зависимости от ориентации спинов. Этот эффект, известный также под названием магниторезистивность, уже используется для создания магниторезистивных ячеек памяти и, как предлагается некоторыми, может быть использован для создания вычислительных элементов будущего.





До сих пор, однако, спиновые эффекты еще не удавалось толком реализовать в полупроводниках. Исследователи из Юты создали спинтронный ключ из тонкого (тощина – 100 нм) слоя органического полупроводника, состоящего из алюминия и гидроксинолина (hydroxyquinoline). Электроды, между которыми располагался органический полупроводник, были изготовлены из кобальта и сплава лантана, стронция и магния.

В эксперименте ученым удалось добиться 40% изменения величины тока, проходящего через ключ, в зависимости от совместного направления векторов намагниченности двух электронов – ток увеличивается в том случае, если анти-параллельные вектора намагниченности становятся параллельными. Поскольку в микроскопическом устройстве такого рода проявляются квантовые спиновые свойства, можно рассчитывать, что при соответствующем уровне масштабирования (то есть, через 15-20 лет), на базе такой ячейки создадут интегральный квантовый чип. Пока, правда, есть одно существенное ограничение – устройство работает лишь при температурах от –260 до —40 градусов по Цельсию, но ученые не теряют надежды.

1 марта 2004 Г.

10:31

Ctrl
ПредыдущаяСледующая

Все новости за сегодня

Опубликована первая фотография смартфона Xiaomi Mi 7: Основная камера включает два модуля, расположенные в левой верхней части задней панели друг над другом2

Появились первые изображения объектива Leica DG Vario-Elmarit 50-200mm f/2.8-4.0 ASPH Power OIS: Объектив Leica DG Vario-Elmarit 50-200mm f/2.8-4.0 ASPH Power OIS предназначен для камер системы Micro Four Thirds1

Видео дня: официальная презентация Samsung Galaxy S9: Остается лишь дождаться подтверждения цены и даты выхода24

Пользователей YouTube начали отписывать от неофициальных музыкальных каналов: И подписывать на официальные каналы исполнителей8

Apple переносит данные китайских пользователей iCloud на территорию КНР: Apple добавила, что подобные перемены вовсе не подразумевают свободный доступ со стороны правительства к пользовательским данным3

Новый флагманский смартфон LG Judy получит громкоговорители Boombox и выйдет только в июне: Что касается названия, то устройство может называться не LG G7, как следовало бы его окрестить по порядку, а LG G9

Смартфон Leagoo Power 5 получит аккумулятор «честной» емкостью 7000 мА•ч : Анонс устройства ожидается 26 февраля1

Sony Xperia XZ2 и Xperia XZ2 Compact: официальные изображения и новые подробности: Sony Xperia XZ2 и Xperia XZ2 Compact будут полностью рассекречены уже завтра32

Huawei подтвердила название нового флагманского смартфона. Опубликованы характеристики Huawei P20 Pro [Обновлено]: Анонс Huawei P20 ожидается 27 марта в Париже

iXBT TV

  • ИИ в опасности, 10 000-летние часы, Apple представляет "будущее сегодня"

  • Обзор сетевого накопителя Synology DS918+ на 4 винчестера

  • Обзор экшн-камеры Gmini MagicEye HDS8000 с ненастоящим 4K-видео

  • Обзор многофункционального сетевого CD-ресивера Pioneer NC-50DAB

  • Обзор блока питания Thermaltake Toughpower iRGB Plus 1250W Titanium с программно-аппаратным комплексом мониторинга

  • [6.07] Подкаст PRO игры: cтрасти вокруг Kingdom Come: Deliverance, вымирание слэшеров, русский колорит

  • Обзор компактной фотокамеры Sony RX10 IV с сенсором 1″ и несменным 25-кратным зум-объективом

  • Обзор карты памяти SanDisk Extreme Pro CFast 2.0 емкостью 128 ГБ

  • Обзор портретного объектива Fujinon XF 50mm f/2 R WR для компактных беззеркальных камер Fujifilm

  • Запуск Falcon Heavy, убытки Илона Маска, умные очки Intel

  • Обзор недорогого корпуса Deepcool Earlkase RGB со стеклянной стенкой и RGB-подсветкой

  • Обзор кинокамеры Canon EOS C200: съемка 4K-видео с высокой частотой кадров в формате Cinema RAW Light

Календарь

март
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс