Forscher an der US Naval Research Laboratory (NRL) eine neue Technik entwickelt, die es erlauben könnten zukünftige Fortschritte in der Quanten-Technologie.
Die Technik drückt quantenpunkte, winzige Teilchen, die sich aus tausenden von Atomen, emittiert einzelne Photonen (einzelne Teilchen des Lichts) mit exakt der gleichen Farbe und mit Positionen, die sein können, weniger als ein Millionstel meter auseinander.
„Dieser Durchbruch könnte die Beschleunigung der Entwicklung von Quanten-Informations-Technologien und brain-inspired computing“, sagte Allan Bracker, Chemiker bei NRL und einer der Forscher auf dem Projekt.
Um für quantum dots „kommunizieren“ (interact) haben Sie emittieren das Licht bei der gleichen Wellenlänge. Die Größe des quantum dot bestimmt diese emissions-Wellenlänge. Aber, so wie es keine zwei Schneeflocken gleich sind, keine zwei quantenpunkte haben genau die gleiche Größe und Form-zumindest wenn Sie ursprünglich geschaffen wurde.
Diese Natürliche Variabilität macht es unmöglich für die Forscher zu schaffen, quantum dots, die Licht emittieren genau die gleiche Wellenlänge [color], sagte NRL Physiker Joel Grimmig, der leitende Forscher auf dem Projekt.
„Anstatt quantum dots vollkommen identisch zu beginnen, ändern wir deren Wellenlänge danach durch einschweißen mit laser-crystallized hafnium oxide,“ sagte Grim. „Die Schrumpffolie drückt die quantum dots, die Verschiebungen Ihrer Wellenlänge in einem sehr kontrollierbaren Art und Weise.“
Während andere Wissenschaftler, die gezeigt haben, „tuning“ quantum dot Wellenlängen in der Vergangenheit, dies ist das erste mal, Forscher haben es erreicht genau in beiden Wellenlänge und position.
„Das bedeutet, dass wir es tun können, nicht nur für zwei oder drei, aber für viele quantenpunkte in einer integrierten Schaltung, die verwendet werden könnten, für die optische, als vielmehr elektrische computing,“ Bracker sagte.
Die Breite Palette von Forscher-know-how und Wissenschaft Vermögenswerte bei der NRL erlaubt, das team zu testen, verschiedene Ansätze, um die Herstellung dieser Quanten-dot Durchbruch in einem relativ kurzen Zeitraum.
„NRL hat in-house Einrichtungen für Kristallzüchtung, device fabrication, and quantum optical measurements,“ sagte Grim. „Das heißt, wir könnten sofort koordinieren, unsere Anstrengungen zu konzentrieren sich auf eine rasche Verbesserung der Materialeigenschaften.“
Entsprechend Düster und Bracker, mit diesem Meilenstein in der manipulation von Quantenpunkten konnte, legte den Grundstein für zukünftige Fortschritte in einer Reihe von Bereichen.
„Die NRL neue Methode zum abstimmen der Wellenlänge von quantum dots erlauben könnten, neue Technologien, verwenden Sie die seltsamen Eigenschaften der Quantenphysik für die Computer -, Kommunikations-und Sensorik,“ Bracker sagte. „Es kann auch führen zu „neuromorphic“ oder “ brain-inspired computing basiert auf einem Netzwerk von winzigen Lasern.“
Anwendungen, bei denen Platz und Strom-Effizienz limitierende Faktoren können auch profitieren von dieser bahnbrechende Ansatz, sagten Forscher.