钻石,物理学家最好的朋友

在量子信息处理的探索中,钻石可能是物理学家最好的朋友。

根据美国科学家加州大学圣芭芭拉分校在美国,钻石可以带来超安全的通信、闪电般的数据库搜索和密码破解能力,从而彻底改变量子力学计算领域。

两家政府资助机构将投入610万美元用于两个研究项目,旨在利用钻石进行量子通信处理。加州大学圣迭戈分校在这两方面都处于领先地位,因为在过去的十年里,该大学在量子物理学方面取得了巨大的发展。

“我们对这一新兴科学技术领域的快速发现感到非常兴奋。欧洲杯线上买球这项重要的支持为学生提供了非凡的合作研究机会,使他们能够涉足从基础物理到材料科学等领域的前沿领域,”该项目的首席研究员、UCSB物理学、电气和计算机工程教授David Awschalom说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球他还担任UCSB的加州纳米系统研究所(CNSI)主任,并领导UCSB的自旋电子学和量子计算中心。

这笔资金将用于CNSI、惠普研究实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、哈佛大学、麻省理工学院、爱荷华大学和代尔夫特理工大学的教师团队的研究合作。授权机构是美国国防高级研究计划局(DARPA)和美国空军科学研究办公室(AFOSR)。

在量子层面上,像粒子或光波这样的东西的行为与科学家在人类规模的世界中所欧洲杯猜球平台期望的非常不同。例如,在量子世界中,一个电子可以同时存在于两个地方,这被称为状态的“叠加”;它可以同时“向上”和“向下”旋转。

多年来,加州大学圣迭戈分校的科学家们一直在努力解决这个问题:我们生活的世界是如何从物质中所有相互作用的量子粒子中浮现出来的。欧洲杯猜球平台这个科学问题围绕着单个粒子的自旋与随机自旋的集合或“浴”耦合的基本量子动力学。这个场景描述了我们周围广泛的一类材料的潜在行为,从磁性分子中的量子自旋隧穿到半导体中的核磁共振。欧洲杯足球竞彩

目前的项目将专注于开发新的量子测量技术来操纵和读出钻石中的单电子自旋。这些项目还将专注于单电子自旋与光子学的芯片集成,用于通信。此外,该项目旨在建立一个世界级的研究设施,以创造合成晶体金刚石和金刚石异质结构材料和器件。欧洲杯足球竞彩该团队制作的钻石将补充校园和世界各地正在进行的许多研究项目,包括致力于固态照明、纳米电子学和原子级存储的项目。

量子信息处理是一个新兴领域,具有通过量子密码学极其快速地计算和传输安全信息的能力。目前,这些进展的限制取决于高度可控的环境、纳米结构的完美制造,以及所涉及的量子物体同步自旋的极高精度。基于cnsi的研究团队已经开发了一些实验技术,为这些过程的现实实现提供了潜在的解决方案,以及围绕物质的量子测量的许多基本科学问题的探索。潜在的结果可能会导致该领域的巨大进步,包括提供跨洲际距离的安全量子通信的能力。

UCSB的CNSI提供了一个多学科的研究方法,以发展信息、生物医学和制造技术,这些技术将主导21世纪的科学和经济。欧洲杯线上买球

UCSB团队包括物理学教授安德鲁·克莱兰;Evelyn Hu,电子与计算机工程与材料教授;欧洲杯足球竞彩材料与电子与计算机工程教授Steven DenBaars;欧洲杯足球竞彩Umesh Mishra,电子与计算机工程教授;中村修二,材料学教授;欧洲杯足球竞彩Christopher Palmstrom,材料与电子与计算机工程教授;欧洲杯足球竞彩Susanne Stemmer,材料学教授;欧洲杯足球竞彩还有克里斯·范德瓦尔,材料教授。欧洲杯足球竞彩另一位合作者是Ronald Hanson,他是CNSI最近的博士后研究员,现在是荷兰代尔夫特理工大学Kavli纳米科学研究所的教授。欧洲杯线上买球

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