نانوذرات نقش کیوبیت را در کامپیوتر کوانتومی ایفا می‌کند؟

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در حال توسعه فناوری هستند که در آن از نانوذرات در کامپیوتر کوانتومی استفاده می‌شود. این یافته‌ها می‌تواند با ایجاد مقیاس‌پذیر و مقرون به صرفه و بدون نیاز به تجهیزات پیچیده، کامپیوتر‌های کوانتومی نوری را به طور قابل توجهی تقویت کند.

کامپیوتر‌های کوانتومی نوری به دلایل مختلف مورد توجه محققان هستند. به طور کلی، کامپیوتر‌های کوانتومی از چرخش الکترون‌های منفرد یا اتم‌های فوق‌العاده سرد به عنوان بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت، مشابه بیت‌های کلاسیک استفاده می‌کنند.

با این حال، حدود دو دهه پیش، دانشمندان پیشنهاد کردند که از فوتون‌ها به عنوان کیوبیت استفاده کنند، که ذرات نور هستند. استفاده از فوتون نیاز به تجهیزات گران‌قیمت و پیچیده را از بین می‌برد و در عوض فقط به آینه‌های نوری و آشکارساز‌ها نیاز دارد. به تازگی گروهی از محققان موسسه فناوری ماساچوست با استفاده از نانوذرات منبع جدیدی از نور کوانتومی را توسعه داده‌اند.

پروفسور مونگی بوندی و الکساندر کپلان، هر دو از MIT این پروژه را انجام دادند. آن‌ها از نانوکریستال‌های CSPBBR ۳ استفاده کردند که مواد پروسکیتی هالیدی از سزیم (CS)، سرب (PB) و برمین (BR) هستند.

اثر Hong-ou-andel یک تداخل دو فوتونی در سیستم‌های مبتنی بر کوانتومی است. این اثر زمانی مشاهده می‌شود که دو فوتون یکسان وارد یک پرتوی پرتو می‌شوند و به جای تقسیم از هم از آن بیرون می‌آیند.

تعداد بسیار کمی از منابع نوری کوانتومی این پدیده را نشان می‌دهند. هدف این تیم آزمایش این موضوع بود که آیا فوتون‌های تولید شده توسط نانوکریستال‌های CSPBBR ۳ اثر Hong-ou-mandel را نشان می‌دهد، که برای استفاده آن‌ها در فناوری‌های کوانتومی بسیار مهم است.

این تیم مشاهده کرد که نانوذرات پروسکیتی فقط در حدود نیمی از زمان تداخل Hong-Ou-Mandel را ایجاد کرده‌اند و بنابراین کامل نیستند. با این حال، بر خلاف سایر منابع کوانتومی ساخته شده با مواد خالص، نانوذرات پروسکیت را می‌توان با استفاده از یک روش مبتنی بر محلول در مقادیر زیادی تولید کرد.

این کار توانایی‌های بالقوه نانوذرات پروسکیتی را برجسته می‌کند. یافته‌های این مطالعه در تاریخ ۲۲ ژوئن در مجله Nature Photonics منتشر شده است.