Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học đã phát triển một kỹ thuật mới để đo lường nó là một tài nguyên tốt hơn như một máy tính lượng tử.
Điều này là do nó cho phép các hoạt động lượng tử và cổng logic được thực hiện hiệu quả hơn để hệ thống trở thành một cảm biến lượng tử tốt hơn so với các hệ thống mà sự gắn kết chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, một thông cáo của Bộ Khoa học và Công nghệ cho biết.
Đặc tính mới được khám phá này của các hệ thống nguyên tử ở nhiệt độ thấp có thể được khai thác để cảm nhận lượng tử và xử lý thông tin lượng tử hiệu quả để ứng dụng trong tính toán lượng tử và truyền thông an toàn, nó nói. “Kỹ thuật mới được phát hiện có thể giúp nghiên cứu động lực học thời gian thực của các hiện tượng lượng tử như chuyển pha lượng tử theo cách không xâm lấn.”
Spin là một thuộc tính lượng tử cơ bản của nguyên tử và các hạt cơ bản như electron và proton. Khi các nguyên tử được làm lạnh đến nhiệt độ thấp hơn, bản chất lượng tử của chúng được biểu hiện rõ ràng hơn. Tuy nhiên, trong khi mức độ tự do của spin là một chủ đề được thảo luận nhiều, đặc biệt là trong bối cảnh xử lý thông tin lượng tử, các phép đo động học trên spin ở nhiệt độ cực thấp không có sẵn. Điều này là do hầu hết các kỹ thuật phát hiện trong thí nghiệm nguyên tử lạnh đều phá hủy và làm xáo trộn mẫu nguyên tử trong quá trình phát hiện.
Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu Raman (RRI), Bengaluru, một viện tự trị thuộc Sở Khoa học & Công nghệ, đã đo các đặc tính spin của các nguyên tử được làm lạnh đến nhiệt độ micro-Kelvin bằng phương pháp mới mà họ đã nghĩ ra.
Các thuộc tính lượng tử chiếm ưu thế so với các quan sát cổ điển hàng ngày ở nhiệt độ này – rất gần nhiệt độ không tuyệt đối, và đây là lần đầu tiên động lực học spin được phát hiện ở chế độ nhiệt độ này.
Với kỹ thuật mới, các nhà khoa học đã đo các đặc tính của spin và thời gian tồn tại của trạng thái spin nguyên tử với độ nhạy phát hiện được cải thiện gấp hàng triệu lần so với công nghệ hiện có. Họ đã chứng minh rằng sự kết dính spin ở nhiệt độ thấp này tồn tại lâu dài.
Trong công trình này, do Sanjukta Roy, Dibyendu Roy, và Saptarishi Chaudhuri dẫn đầu và đồng tác giả là Ph.D. sinh viên Maheswar Swar và Subhajit Bhar từ RRI, các nhà nghiên cứu đã tăng cường độ tín hiệu của nhiễu spin lên một triệu lần bằng cách sử dụng ổ đĩa laser kết hợp. Họ đã làm cho kỹ thuật quang phổ nhiễu spin có thể sử dụng được cho các hệ thống đo quang phổ mà mức tín hiệu quá thấp để phát hiện. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Physics Review Research. Công trình đã được hỗ trợ kinh phí từ Vụ Khoa học và Công nghệ và Bộ Điện tử và Công nghệ Thông tin.
Theo nhóm nghiên cứu của RRI, công trình này bắt nguồn từ động lực ban đầu của nó từ công trình nghiên cứu danh tiếng của người đoạt giải Nobel là Sir CV Raman về hiện tượng tán xạ ánh sáng.
Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ này có thể được sử dụng để chế tạo các thiết bị có thể phát hiện chính xác các từ trường nhỏ, có ứng dụng quan trọng trong khai thác và khảo sát. Công trình này cũng có các ứng dụng quan trọng trong hình ảnh y sinh, nơi yêu cầu các phép đo phân giải theo thời gian của các từ trường nhỏ.
Theo: Glamsham.
