Вчені зробили революційний прорив у керуванні квантовою енергією

Науковці університету Регенсбурга зробили прорив, керуючи енергією одиничного електрона за допомогою коливань навколишніх атомів. На думку фізиків, це може стати ключем до розробки надшвидких квантових технологій.

Використовуючи новаторський тип ультрашвидкого мікроскопа, команда змогла спостерігати й точно контролювати, як вібрації атомів впливають на енергетичний рівень електрона, домігшись цього на атомарних масштабах і з неймовірною швидкістю. Відкриття опубліковане у фаховому журналі Nature Photonics і відкриває нові можливості для наноелектроніки та квантових комп’ютерів.

Фізики вивчали, як дискретний енергетичний рівень змінюється під час вібрації атомного шару, подібно до мембрани барабана, особливо у місцях вакансій — порожнеч, що залишилися після видалення окремих атомів. Такі двовимірні кристали відомі своїми унікальними електронними властивостями, що робить їх особливо привабливими для майбутніх технологій.

Відкриття не лише дає нове розуміння динаміки локалізованих енергетичних рівнів та їхньої взаємодії з навколишнім середовищем, а й відкриває шлях до локального керування дискретними енергетичними рівнями безпосередньо. Така взаємодія може змінити енергетичну структуру матеріалу, створюючи нові властивості або специфічно змінюючи функціонал світловипромінювальних напівпровідників і молекул.

«Завдяки безпрецедентному поєднанню роздільної здатності у просторі, часі та енергії, глибоке розуміння фундаментальних процесів взаємодії електронів з коливаннями решітки, стає досяжним. Цей підхід також може допомогти розкрити таємниці ключових процесів, що лежать в основі таких явищ, як високотемпературна надпровідність, механізми яких досі залишаються не до кінця зрозумілими», — зазначають дослідники.

Нагадаємо — британські науковці створили інноваційну технологію квантового зв’язку для військових. Квантовий датчик було випробувано на борту дослідницького судна Королівського флоту XV «Патрік Блекетт» 2023 року, а вже цьогоріч він пройшов додаткові випробування на борту британського оборонного корабля «Герст-Пойнт».