Los nanotecnólogos del instituto de investigación MESA + de la Universidad de Twente han descubierto una nueva propiedad fundamental de las corrientes eléctricas en circuitos metálicos muy pequeños. Muestran cómo los electrones pueden extenderse por el circuito como ondas y causar efectos de interferencia en lugares donde no se conduce corriente eléctricaLa geometría del circuito juega un papel clave en este llamado efecto no local. La interferencia es una consecuencia directa del carácter de onda mecánica cuántica de los electrones y la geometría específica del circuito. Para los diseñadores de computadoras cuánticas, es un efectotener en cuenta. Los resultados se publican en la revista británica Informes científicos .
La interferencia es un fenómeno común en la naturaleza y ocurre cuando una o más ondas de propagación interactúan de manera coherente. La interferencia de las ondas de sonido, luz o agua es bien conocida, pero también los portadores de corriente eléctrica, los electrones, pueden interferir. Esto demuestra quelos electrones también deben considerarse ondas, al menos en circuitos a nanoescala a temperaturas extremadamente bajas: un ejemplo canónico de la dualidad de onda-partícula mecánica cuántica.
anillo de oro
Los investigadores de la Universidad de Twente han demostrado la interferencia electrónica en un anillo de oro con un diámetro de solo 500 nanómetros un nanómetro es un millón de veces más pequeño que un milímetro. Un lado del anillo estaba conectado a un cable en miniatura a través del cualse puede conducir una corriente eléctrica. Por otro lado, el anillo se conectó a un cable con un voltímetro conectado. Cuando se aplicó una corriente y se envió un campo magnético variable a través del anillo, los investigadores detectaron interferencia electrónica en elotro lado del anillo, a pesar de que no fluye corriente neta a través del anillo.
Esto muestra que las ondas de electrones pueden "filtrarse" en el anillo y cambiar las propiedades eléctricas en otras partes del circuito, incluso cuando no se espera que suceda nada. Aunque el anillo de oro es difusivo lo que significa que el electrón significa libreel camino es mucho más pequeño que el anillo, el efecto fue sorprendentemente pronunciado
Procesamiento de información cuántica
El resultado es una consecuencia directa del hecho de que las ecuaciones cuánticas de movimiento no son locales. Que la naturaleza es no local también se conoce por otro tipo de no localidad: la capacidad contraintuitiva de los objetos para conocer instantáneamente el estado del otro, incluso cuandoseparados por grandes distancias. Einstein se refirió a él como: "acción espeluznante a distancia". Los resultados de Twente ayudan a comprender mejor el primer tipo de no localidad, denominado no localidad dinámica, que desempeña un papel clave en todos los experimentos de interferencia cuántica.Es bien sabido que la interferencia cuántica se ve afectada por la decoherencia donde el entorno físico causa la pérdida de memoria de fase, y al realizar una "medición de qué ruta" eliminar la no localidad dinámica y, por lo tanto, destruir el patrón de interferencia. Ahora los investigadoresde la Universidad de Twente han descubierto una nueva forma de afectar la no calidad dinámica. Es decir, la geometría del circuito. Comprender este efecto fundamental es iImportante para el futuro procesamiento de información cuántica.Por ejemplo, al crear una computadora cuántica.
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Materiales proporcionado por Universidad de Twente . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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