微小的石墨烯鼓表明潜力充当量子计算机中的记忆芯片

石墨烯鼓可以形成未来量子记忆

代尔福特大学的一项新学习揭示了微小的鼓石墨烯.有可能充当量子计算机中的存储器芯片。

来自德尔福特的Kavli纳米科学研究所的科学家们已经证明,它们可以在石墨烯非常小的鼓上检测极小的变化和力量。石墨烯鼓具有很大的潜力,可用作移动电话等设备中的传感器。使用其独特的机械性能,这些鼓还可以充当量子计算机中的存储器芯片。研究人员展示了他们的在8月24日纳米技术的一篇文章中的调查结果。该研究由FOM基金会,欧盟Marie-Curie计划和NWO提供资金。

石墨烯鼓
Graphene以其特殊的电气性质而闻名,但最近对单层薄石墨的研究最近扩展以探索石墨烯作为机械物体。由于它们极端的低质量,可以使用微小的石墨烯片状作为音乐家的鼓头。在实验中,科学家们使用微波频灯“播放”石墨烯鼓,听到其“纳米声”,并探索这些鼓中的石墨烯的方式。

光学力学
Vibhor Singh博士和他的同事通过使用2D水晶膜作为“光学力学腔”中的镜子来实现这一点。“在光学力学中,使用光的干扰模式来检测物体位置的微小变化。在这个实验中,我们在微小的石墨烯滚筒上拍摄微波光子。滚筒用作镜子:通过观察滚筒的微波光子的干扰,我们能够感测石墨烯片的位置仅为17个幻流计的位置,近1/10000的直径原子。“,辛格解释道。

放大器
实验中的微波炉“光”不仅适用于检测鼓的位置,而且还可以用力推动滚筒。This force from light is extremely small, but the small mass of the graphene sheet and the tiny displacements they can detect mean that the scientist can use these forces to ‘beat the drum’: the scientists can shake the graphene drum with the momentum of light. Using this radiation pressure, they made an amplifier in which microwave signals, such as those in your mobile phone, are amplified by the mechanical motion of the drum.

记忆
科学家们还表明,您可以将这些鼓作为“内存芯片”为微波光子,将光子转换成机械振动并将其存储高达10毫秒。虽然这不长的人类标准,但这是一个电脑芯片的很长一段时间。“该项目的长期目标之一是探索2D水晶鼓来研究量子运动。如果用棍子撞到古典鼓,则鼓头将开始振荡,上下摇晃。With a quantum drum, however, you can not only make the drumhead move up and then down, but also make it into a ‘quantum superposition’, in which the drum head is both moving up and moving down at the same time ”, says research group leader Dr. Gary Steele. “This ‘strange’ quantum motion is not only of scientific relevance, but also could have very practical applications in a quantum computer as a quantum ‘memory chip’”.

在量子计算机中,Quantum'比特在状态0和1中的事实同时允许它能够比现在使用的经典计算机更快地执行计算。Quantum graphene drums that are ‘shaking up and down at the same time’ could be used to store quantum information in the same way as RAM chips in your computer, allowing you to store your quantum computation result and retrieve it at a later time by listening to its quantum sound.

出版物:V. Singh等,“多层石墨烯机械谐振器和超导微波腔之间的”光学力学耦合,“自然纳米技术(2014);DOI:10.1038 / nnano.2014.168

图片:Delft技术大学

是第一个评论在“微小的石墨烯桶”上显示潜力作为在量子计算机中的存储芯片“

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