Investigadores del Centro de Nanociencia Cuántica del Instituto de Ciencias Básicas SII han logrado un gran avance en el control de las propiedades cuánticas de átomos individuales. En una colaboración internacional con IBM Research en San José, EE. UU., Utilizando técnicas avanzadas y novedosas, Los científicos de QNS identificaron qué mecanismos destruyen las propiedades cuánticas de los átomos individuales al manipular el estado magnético de un solo átomo de hierro en un aislador delgado.Utilizando un microscopio de túnel de escaneo, que utiliza una punta de metal atómicamente afilada, pudieron obtener imágenes de hierro con precisiónátomos y miden y controlan el tiempo que el átomo de hierro puede mantener su comportamiento cuántico.
Sus hallazgos, publicados en la revista Avances científicos , muestra que la pérdida en la superposición del estado cuántico es causada principalmente por electrones cercanos que los investigadores inyectaron con un control extremo en el átomo de hierro.
"Encontramos que casi todos los electrones destruyen el estado cuántico", explica el Dr. Philip Willke, primer autor del estudio. "Además, encontramos que los imanes fluctuantes cercanos tenían un impacto negativo similar. Mientras que nuestros experimentos disminuyeron el estado desuperposición a propósito, también nos dio pistas valiosas sobre cómo mejorar los estados cuánticos de los átomos ".
Andreas Heinrich, Director del Centro de Nanociencia Cuántica del IBS agregó: "Comprender estas interacciones destructivas nos permite evitarlas en futuros experimentos y mejorar el rendimiento de los sensores cuánticos magnéticos que, en este caso, solo consisten en un solo átomo".
La nanociencia cuántica se basa en aprovechar las propiedades de los átomos y las moléculas para los posibles avances en la detección cuántica; mejorar potencialmente los dispositivos que utilizan dicha tecnología, incluidas las máquinas de resonancia magnética de los hospitales.
Las computadoras cuánticas también podrían potencialmente beneficiarse de esta investigación. Si bien aún en el desarrollo inicial, la computación cuántica promete superar ampliamente a las computadoras clásicas en tareas como la gestión de bases de datos, la búsqueda y la optimización. En el núcleo se encuentra el hecho de que un sistema cuántico puede estardos estados cuánticos al mismo tiempo, un efecto llamado superposición de estados cuánticos. Sin embargo, cuando dicho sistema cuántico interactúa en entornos particulares, ya sea a través del contacto deseado o no deseado, esta superposición de estados se destruye fácilmente. Este principio hace quecrucial para que los nanocientíficos cuánticos comprendan y controlen estos procesos.
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Materiales proporcionados por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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