Разработана новая технология измерения состояния отдельного спина в квантовой точке

Сравнительно большое время сохранения когерентности спина электрона в квантовой точке делает спиновые кубиты перспективными кандидатами в носители квантовой информации. Трудность заключается в том, чтобы научиться управлять спиновыми кубитами, не нарушая устойчивости их состояний. Ученые из Великобритании и Бразилии сделали важный шаг на пути решения этой проблемы.

Д-р Эндрю Рэмси (Andrew Ramsay) из университета Шеффилда и его коллеги контролировали состояние отдельного спина в квантовой точке, используя ультракороткие лазерные импульсы. Технология позволяет совершать до 10^{5 логических операций, прежде чем квантовое состояние будет разрушено.}

Квантовая точка представляла собой диск из арсенида индия галлия, диаметр которого составлял 20 нм, а толщина 3 нм. С помощью лазерного импульса ученые создавали внутри точки электронно-дырочную пару. Под действием приложенного электрического поля электрон покидал квантовую точку, оставляя "дырку" в определенном спиновом состоянии, которая через некоторое время тоже туннелировала из квантовой точки.

Для измерения спинового состояния дырки использовался импульс лазерного излучения с круговой поляризацией, с помощью которого внутри квантовой точки создавалась дополнительная электронно-дырочная пара. В соответствии с принципом Паули, она могла образовываться только при определенном спиновом состоянии существующей дырки. Так, например, если излучение было правополяризованным, то дополнительная электронно-дырочная пара образовывалась, только если спин уже существующей дырки был направлен вниз.

По словам д-ра Рэмси, новая технология позволяет отслеживать динамику отдельного спина на субнаносекундной временной шкале, сообщает PhysicsWorld.