Исследователям удалось интегрировать квантовые состояния в обычные электронные устройства из карбида кремния и контролировать их с помощью электричества.
Постепенное уменьшение электронных компонентов техники привело к тому, что они достигли фундаментальных пределов и сталкиваются со странными правилами поведения частиц на атомном уровне. Хотя квантовые технологии считаются слишком деликатными, чтобы сосуществовать с коммерческой электроникой, но ученые из Чикагского университета сообщили о прорыве в этом направлении.
В двух работах они продемонстрировали, что можно не только создавать квантовые состояния в компонентах из карбида кремния, но и электрически управлять ими.
Наблюдаемые ими квантовые состояния помимо прочего излучали фотоны с длиной волны, близкой к телекоммуникационному диапазону, что позволяет передавать их по существующим оптоволоконным сетям на большие расстояния. Используя эту особенность, команда создала «квантовое FM-радио», которое работает по принципу классического радиопередатчика, но с квантовой информацией.
Ученые также обнаружили, что применение электрических полей удаляет электроны из системы и стабилизирует ее. Они утверждают, что решили проблему окружающего шума (помех) с помощью обычного диода, который очистил сигнал и сделал его практически идеально стабильным.
По словам исследователей, объединив странную физику квантовой механики с хорошо развитыми классическими полупроводниковыми технологиями можно создавать новый класс устройств, без необходимости использования сверхпроводящих металлов, левитированных атомов или алмазов.
Напомним, что недавно физики успешно передали квантовую запутанность между веществом и светом на расстояние 50 км с помощью оптоволоконного кабеля.
текст: Илья Бауэр, фото: University of Chicago
