.Magnetic Qubits: Scientists Develop New Way To Manipulate Quantum States
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자기 큐비트: 과학자들이 양자 상태를 조작하는 새로운 방법을 개발하다
주제:ETH 취리히양자 컴퓨팅양자정보과학큐비트 올리버 모쉬(Oliver Morsch), ETH 취리히(ETH Zurich) 2024년 7월 31일 아원자 물리학 양자 얽힘 예술 개념 피에트로 감바르델라가 이끄는 ETH 취리히의 연구원들은 스핀 편극 전류를 사용하여 단일 전자 스핀의 양자 상태를 제어하는 방법을 개발했는데, 이는 양자 컴퓨팅 기술을 향상시킬 수 있습니다. 이 새로운 기술은 전자기장을 사용하는 기존 방법에 비해 더 정확하고 국소화된 제어를 제공하여 큐비트와 같은 장치에서 양자 상태의 조작을 개선할 가능성이 있습니다. 출처: SciTechDaily.com
ETH 취리히 연구진은 스핀 편극 전류가 전자 스핀의 양자 상태를 정밀하게 제어할 수 있는 방법을 보여 고급 컴퓨팅에서 양자 비트를 조작하는 새로운 방법을 제시했습니다. 전자는 스핀이라는 고유한 각운동량을 가지고 있어서 나침반 바늘이 작동하는 방식과 유사하게 자기장과 정렬할 수 있습니다. 전자 회로에서의 동작에 영향을 미치는 전하 외에도 전자의 스핀은 데이터 저장 및 처리에 점점 더 많이 활용되고 있습니다. 이미 지금, MRAM 메모리 소자(자기 랜덤 액세스 메모리)를 구매할 수 있는데, 여기서 정보는 매우 작지만 여전히 고전적인 자석에 저장됩니다. 즉, 매우 많은 전자 스핀을 포함합니다.
MRAM은 스핀이 평행하게 정렬된 전자 전류를 기반으로 하며, 이는 재료의 특정 지점에서 자화를 변경할 수 있습니다. ETH 취리히 의 피에트로 감바델라와 그의 협력자들은 이제 그러한 스핀 편극 전류가 단일 전자 스핀의 양자 상태를 제어하는 데 사용될 수 있음을 보여줍니다. 과학 저널 Science 에 방금 게재된 그들의 결과 는 미래에 다양한 기술, 예를 들어 양자 비트(큐비트)의 양자 상태를 제어하는 데 사용될 수 있습니다. 단일 분자의 터널 전류 "전통적으로 전자 스핀은 무선 주파수파나 마이크로파와 같은 전자기장을 사용하여 조작됩니다."라고 Gambardella 연구실의 수석 과학자인 Sebastian Stepanow는 말합니다.
전자 상자성 공명이라고도 알려진 이 기술은 이미 1940년대 중반에 개발되었으며 그 이후로 재료 연구, 화학, 생물물리학과 같은 다양한 분야에서 사용되었습니다. "몇 년 전에 단일 원자에서 전자 상자성 공명을 유도할 수 있다는 것이 입증되었지만 지금까지 이에 대한 정확한 메커니즘은 불분명했습니다."라고 Stepanow는 말합니다.
파란색 층의 노란색 펜타센 분자, 전자는 팁에서 터널링 왼쪽: 절연층(파란색) 위의 단일 펜타센 분자(노란색). 오른쪽: 스핀이 평행하게 정렬된 전자(작은 화살표)가 텅스텐 팁(위)에서 분자(아래)로 터널링합니다. 출처: ETH 취리히/아이쉬와라 비슈와카르마 및 스테판 코바릭
이 메커니즘의 양자 역학적 과정을 더 자세히 연구하기 위해 연구자들은 은 기판 위에 펜타센(방향족 탄화수소) 분자를 준비했습니다. 이전에는 기판 위에 산화 마그네슘의 얇은 절연 층이 증착되었습니다. 이 층은 분자의 전자가 자유 공간에서와 거의 비슷하게 행동하도록 보장합니다. 연구자들은 주사 터널링 현미경을 사용하여 먼저 분자의 전자 구름을 특성화했습니다. 이는 전자가 텅스텐 바늘 끝에서 분자로 양자 역학적으로 터널링할 때 생성되는 전류를 측정하는 것을 의미합니다. 고전 물리학의 법칙에 따르면 전자는 필요한 에너지가 부족하기 때문에 바늘 끝과 분자 사이의 틈새를 뛰어넘을 수 없습니다.
그러나 양자 역학은 전자가 그러한 부족에도 불구하고 틈새를 "터널링"할 수 있도록 허용하여 측정 가능한 전류가 발생합니다. 바늘 끝에 달린 소형 자석 이 터널 전류는 먼저 텅스텐 팁을 사용하여 절연층에 있는 몇 개의 철 원자를 집어 올려 스핀 편극될 수 있습니다. 팁에서 철 원자는 일종의 소형 자석을 만듭니다. 터널 전류가 이 자석을 통과할 때, 전류의 전자 스핀은 모두 자화와 평행하게 정렬됩니다. 이제 연구자들은 자화된 텅스텐 팁에 일정한 전압과 빠르게 진동하는 전압을 인가했고, 그 결과 터널 전류를 측정했습니다.
-두 전압의 강도와 진동하는 전압의 주파수를 변화시킴으로써, 그들은 터널 전류에서 특징적인 공명을 관찰할 수 있었습니다. 이러한 공명의 정확한 모양은 터널링 전자와 분자의 전자 사이에서 발생하는 프로세스에 대한 결론을 도출할 수 있게 해주었습니다. 편극 전류에 의한 직접 스핀 제어 데이터에서 스테파노프와 그의 동료들은 두 가지 통찰력을 얻을 수 있었습니다. 한편으로, 펜타센 분자의 전자 스핀은 일반적인 전자 상자성 공명과 같은 방식으로 교류 전압에 의해 생성된 전자기장에 반응했습니다. 다른 한편으로, 공명의 모양은 분자의 전자 스핀에도 영향을 미치는 추가 프로세스가 있음을 시사했습니다. 박사과정 학생 스테판 코바릭은 "이 과정은 소위 스핀 전달 토크이며, 펜타센 분자는 이상적인 모델 시스템입니다."라고 말합니다.
스핀 전달 토크는 전자기장의 직접적인 작용 없이 스핀 편극 전류의 영향으로 분자의 스핀이 변경되는 효과입니다. ETH 연구원들은 이런 방식으로 분자 스핀의 양자 역학적 중첩 상태를 만드는 것도 가능하다는 것을 보여주었습니다. 이러한 중첩 상태는 예를 들어 양자 기술에서 사용됩니다. "양자 수준에서 스핀 편극 전류에 의한 이 스핀 제어는 다양한 가능한 응용 분야를 열어줍니다."라고 코바릭은 말합니다. 전자기장과 달리 스핀 편극 전류는 매우 국소적으로 작용하며 나노미터 미만의 정밀도로 조종할 수 있습니다. 이러한 전류는 양자 장치의 전자 회로 요소를 매우 정밀하게 처리하고, 예를 들어 자기 큐비트의 양자 상태를 제어하는 데 사용될 수 있습니다.
참고문헌: Stepan Kovarik, Richard Schlitz, Aishwarya Vishwakarma, Dominic Ruckert, Pietro Gambardella 및 Sebastian Stepanow의 "펜타센 분자에서 단일 스핀의 스핀 토크 구동 전자 상자성 공명", 2024년 6월 20일, Science . DOI: 10.1126/science.adh4753
https://scitechdaily.com/magnetic-qubits-scientists-develop-new-way-to-manipulate-quantum-states/
mssoms 메모 2408010226
요즘 나의 뇌리에 머무는 과학뉴스는 심오한 미소상태를 드려다 본다. 그곳에 거대한 시공간을 차지하는 빅뱅이전에 다중우주와 연결된 qpeoms.unit의 우주가 있고 rivery와 susqer의 bar들이 마치 oser의 abcdef 단위의 양쪽을 가진 중간점처럼 보인다.
아니..아니 ..양쪽 bar가 3방향!..아니지? 4방향(xyz,z')...입체는 xyz()을 가지지만 시간(t)을 통해 인간이 3d 몸뚱이를 가지고 잍생 살테니 d.human은 시간.t 방향의 bar을 가졌을 것이다. 이것을 tsp로 msbase.mod.zsp처럼 qpeoms.tsp로 정의역() 설정할 필요가 있다.
그런데 본래의 tsp()은 qpeoms.qms.qvix.tsp이다. 여기서의 t는 반감기 oss를 가진 원소이다.
이제는 tsp가 oser(abcdef.ex.d)의 모습에서도 발견된다. 이것이 혹시 자기 큐비트를 만드는 자기 스핀편극을 설명할까?
oss가 자기편극의 setting? oss(d)는 하나의 픽셀이고 질량이며 xyz조건을 만족하려는 수동적인 전극.매개체일 뿐이다.
다시 정리하자면, oser(ex_d).ring:oms,
보기1.oms
d000
000d
0d00
00d0
oms(d).ring:oss
보기2.oss
Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
1.
일련의 자기편극 전류의 고리가 oser(ex_d).ring:qpeoms, oms(d_tsp).ring:oss.mode..굿굳!이다. 일련의 ose.oms.oss() 정의역 연결고리들을 바로 지금(2408010310)찾아낸 것이다. 허허. 내게는 매우 귀중한 발견이고 다중 우주적인 숙제를 푼것이다. 허허.
이들이 박스형 msbase의 in/out.put의 전압의 주파수를 변화시킴으로써, 터널 전류에서 무한대의 임의적 특징적인 프랙탈 공명을 순간적으로 관찰할 수 있다.
- By varying the strength of the two voltages and the frequency of the oscillating voltage, they were able to observe characteristic resonances in the tunnel current. The precise shape of these resonances allowed them to draw conclusions about the processes occurring between the tunneling electrons and the electrons of the molecule. From the data on direct spin control by polarization current, Stepanov and his colleagues were able to gain two insights. On the one hand, the electron spins of the pentacene molecule responded to the electromagnetic field generated by the alternating voltage in the same way as the usual electron paramagnetic resonance. On the other hand, the shape of the resonance suggested that there was an additional process that also affected the electron spins of the molecule. "This process is the so-called spin transfer torque, and the pentacene molecule is an ideal model system," says PhD student Stepan Kovarik.
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mssoms note 2408010226
The science news that lingers in my mind these days is a glimpse into a profound smile. There is a universe of qpeoms.unit connected to the multiverse before the Big Bang that occupies a huge space-time, and the bars of rivery and susqer look like the midpoint with both sides of oser's abcdef unit.
No.. no.. both bars are 3-way!.. no? 4-way (xyz, z')... a solid has xyz(), but humans will live with a 3d body through time(t), so d.human would have a bar in the time.t direction. This needs to be defined as qpeoms.tsp like msbase.mod.zsp with tsp.
However, the original tsp() is qpeoms.qms.qvix.tsp. Here, t is an element with half-life oss.
Now, tsp is also found in the form of oser(abcdef.ex.d). Could this possibly explain the magnetic spin polarization that creates the magnetic qubit?
oss is the setting of the magnetic polarization? oss(d) is a pixel, a mass, and a passive electrode that tries to satisfy the xyz conditions. It's just a medium.
To summarize, oser(ex_d).ring:oms,
Example 1.oms
d000
000d
0d00
00d0
oms(d).ring:oss
Example 2.oss
Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
1.
A series of self-polarizing current loops is oser(ex_d).ring:qpeoms, oms(d_tsp).ring:oss.mode..Good! I just found a series of ose.oms.oss() domain links (2408010310). Hehe. It's a very precious discovery for me and solved a multiverse homework. Hehe.
By changing the frequency of the voltage of the in/output of the box-shaped msbase, we can momentarily observe an infinite number of random characteristic fractal resonances in the tunnel current.
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