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        日本研究人員找到了一種在室溫下“扭曲”光的方法

        作者:衡工 日期:2021-09-22 人氣:1830

        量子計算機極有可能大大超越傳統計算機,但目前它們大多還局限在實驗室和大型實驗設備。日本名古屋大學的研究人員現在已經朝著更易于使用的量子計算設備邁出了一步,他們找到了一種在室溫下“扭曲”光的方法,該研究結果發表在《先進材料》雜志。

         

        有些類型的量子計算機使用光子作為攜帶數據的粒子。為了將信息編碼到這些光子中,設備中的電子被操縱成一種特定的狀態,這種狀態要么表示0要么表示1。當這些電子跟某些發光材料相互作用時,它們將信息傳遞給光子,光子則可以存儲和傳輸信息。 
         
        在量子計算機中編碼數據的一種新興方法是通過谷偏振光。從本質上講,電子可以存在于幾個不同的能帶中,在它們之間的能量較低的“谷”中。當這些谷中的電子在設備中產生光時它們會產生偏振光的圓形圖案,可以向左或向右扭曲(被稱為手性),這在量子信息存儲和傳輸方面具有很強的潛力。 


        然而問題是,這種扭曲的、手性的谷偏振光通常只能在強磁體和接近絕對零度的溫度下產生,所以它還停留在大型實驗室的設置領域。但在這項新研究中,來自名古屋大學的研究人員發現了一種在室溫下無需磁鐵就能產生這種光的方法。 

        在早期的實驗中,該團隊創造了一種半導體設備,它可以在零下193°C的溫度下產生光。他們觀察到,在該器件的某些部分在較溫暖的溫度下會產生手性光--但只在合成過程中襯底被拉伸的地方。當襯底沒有應變時,手性光在溫度急劇下降時才會產生。 


        為了驗證張力起作用的假設,該團隊隨后創造了一種新設備,其由塑料基板上的二硫化鎢制成。他們彎曲該裝置以施加應力到材料上,結果發現它會產生跟應力方向相同的電流。這反過來在室溫下產生了谷偏振光。為了使光向相反的方向移動可以施加一個電場。 


        “我們使用的應變單層半導體首次展示了一種發光裝置,它可以在室溫下用電產生和開關右偏振光和左偏振光,”該研究的論文聯合首席作者Taishi Takenobu說道。 
         
        研究團隊表示,這一突破可能導致更強大的消費級量子計算設備。未來的工作將集中在優化系統以實現這種可能性。 


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