Quantum 'Miracle Material' dapat menyimpan informasi dalam satu dimensi tunggal berkat switching magnetik yang baru ditemukan
Para ilmuwan telah menemukan cara menggunakan bahan kuantum untuk memanfaatkan kekuatan magnetisme untuk menyimpan informasi kuantum – berkat kapasitasnya untuk mendukung switching magnetik (ketika polarisasi magnetik mengarahkan arah). Mereka mengatakan itu bisa mengarah pada lebih layak Komputasi kuantum dan merasakan, berkat keadaan kuantum yang lebih tahan lama.
Kromium sulfida bromida adalah bahan yang tidak biasa yang telah disamakan dengan pastry filo (lapisan tipis dan terlipat dari kue) berkat strukturnya hanya beberapa lapisan atom. Para ilmuwan menganggapnya sangat menjanjikan untuk perangkat kuantum karena banyak propertinya dapat digunakan untuk semua jenis penyimpanan informasi. Ini dapat digunakan untuk menyimpan informasi menggunakan muatan listrik, sebagai foton (sebagai cahaya), melalui magnet (melalui putaran elektronik) dan bahkan melalui fonon-seperti getaran dari suara. Salah satu cara di mana kromium sulfida bromida dapat digunakan untuk menyimpan informasi adalah melalui exciton-partikel quasi yang membentuk ketika elektron dan lubangnya diikat bersama. Ketika sebuah foton dipindahkan dari keadaan energinya yang membumikan, ia secara efektif meninggalkan lubang di mana dulu. Meskipun mereka terpisah, foton dan lubang tetap dipasangkan bersama dan dikenal sebagai exciton.
Penelitian sebelumnya telah menyoroti bagaimana rangsangan ini kadang -kadang dapat terbentuk dalam garis lurus dalam materi. Tetapi rangsangan ini juga menunjukkan sifat magnetik yang tidak biasa.
Pada suhu kurang dari 132 Kelvin (-222 derajat F atau -141 derajat C), lapisan material magnetis dan elektron disejajarkan, sedangkan arah medan magnet sakelar untuk setiap lapisan dalam material.
Ketika kromium sulfida bromida dihangatkan hingga lebih dari 132 K, bahan kehilangan magnetisasi karena elektron dapat bergerak dalam arah acak. Dalam keadaan yang tidak disusun ini, rangsangan tidak lagi terperangkap dan memperpanjang beberapa lapisan material.
Namun, ketika kromium sulfida bromida hanya setebal atom tunggal, rangsangan terbatas pada satu dimensi tunggal. Ketika digunakan dalam perangkat kuantum, pembatasan ini dapat memungkinkan informasi kuantum dalam rangsangan untuk disimpan lebih lama daripada yang seharusnya, karena rangsangan cenderung bertabrakan satu sama lain dan kehilangan informasi yang mereka bawa melalui dekoherensi (hilangnya informasi kuantum karena gangguan).
Informasi kuantum dalam satu dimensi
Dalam studi baru yang diterbitkan 19 Februari di jurnal Alam Bahan, para ilmuwan melaporkan bahwa mereka telah menghasilkan rangsangan dalam kromium sulfida bromida dengan menembakkan pulsa cahaya inframerah dalam 20 semburan yang hanya berlangsung 20 quadrilion dari detik (20 x 10-15). Mereka kemudian menggunakan laser inframerah kedua untuk mendorong rangsangan ke dalam keadaan energi yang lebih tinggi, sebelum menemukan mereka telah menciptakan dua variasi exciton yang berbeda ketika mereka seharusnya memiliki keadaan energi yang identik.
Ketika pulsa yang kurang energik ditembak oleh laser dari sumbu yang berbeda, para peneliti menemukan bahwa rangsangan yang bergantung pada arah dapat terbatas pada satu garis atau diperluas menjadi tiga dimensi. Perubahan dari unidimensional; ke rangsangan tiga dimensi menyumbang berapa lama rangsangan bisa bertahan tanpa bertabrakan satu sama lain.
“Urutan magnetik adalah kenop tuning baru untuk membentuk rangsangan dan interaksinya. Ini bisa menjadi pengubah permainan untuk elektronik dan teknologi informasi di masa depan,” kata rekan penulis penelitian ini Rupert HuberProfesor Fisika Eksperimental dan Terapan di Universitas Regensburg, Jerman.
Salah satu bidang utama yang ingin dikejar oleh tim peneliti adalah untuk menyelidiki apakah rangsangan ini dapat dikonversi menjadi rangsangan magnetik dalam putaran elektronik material. Jika mereka mencapai hal ini, itu dapat memberikan metode yang berguna untuk mengkonversi informasi kuantum antara berbagai partikel subatomik (foton, rangsangan dan elektron).
Beralih antara keadaan magnet dan non-magnetisasi dapat memberikan metode yang cepat untuk mengonversi foton dan informasi kuantum berbasis spin. Harapan dengan kromium sulfida bromida adalah untuk memanfaatkan semua sifatnya untuk digunakan di perangkat mendatang.
“Visi jangka panjangnya adalah, Anda dapat berpotensi membangun mesin atau perangkat kuantum yang menggunakan tiga atau bahkan keempat sifat ini: foton untuk mentransfer informasi, elektron untuk memproses informasi melalui interaksi, magnetisme untuk menyimpan informasi, dan fonon untuk memodulasi dan mengubah informasi ke frekuensi baru,” kata rekan penulis studi tersebut Mackillo KraProfesor Teknik Listrik dan Komputer di Universitas Michigan, di a penyataan.
