Нагретый графен запутал электроны в сверхпроводнике

В сверхпроводниковых структурах удалось создать запутанные электроны благодаря нагреванию графена. Термоэлектрический эффект возникал при изменении разности температур в графене и вызвал разъединение куперовских пар, не нарушая их запутанности на расстоянии. Это новый способ генерации запутанных электронов в сверхпроводящих структурах, сообщают ученые в статье опубликованной в журнале Nature Communications.

графен кремний

Зеленый — графен, серый — кремниевая подложка, по которой передавалось тепло для расщепления, а синий — металлические включения. Нагретая область отмечена красным / Nature Communications, 2020.

Зачем запутывать электроны?

Если две квантовые частицы находятся в состоянии запутанности, то их квантовые состояния оказываются взаимозависимыми, причем эта связь распространяется на расстояния, превышающие длину всех известных взаимодействий.

Так при изменении квантового состояния одного из двух квантово запутанных частиц, автоматически меняется и состояние второго, а следовательно если наблюдатель узнает состояние одного из объектов, он также узнает и состояние другого, даже если они находятся на значительном расстоянии.

Такое противоречивое свойство играет большую роль для квантовых технологий, где обеспечивает увеличение вычислительной мощности и используется для безопасного обмена информацией.
Поэтому ученым важно научиться быстро и эффективно запутывать электроны.

Как их удалось запутать в сверхпроводнике?

Генерация электрического напряжения в проводнике путем применения градиента температуры называется эффектом Зеебека. Этот эффект является одним из термоэлектрических и его обратная направленность широко используется в различных сферах от термоэлектрических генераторов к зондирования температуры.

В своей работе ученые изучали действие этого эффекта на так называемые куперовских пары, квазичастицы из связанных между собой электронов, лежащие в основе объяснения явления сверхпроводимости на микроуровне по теории Бардина-Купера-Шриффера.

Так они выяснили, что именно мезоскопические термоэлектрические эффекты, возникающие в результате взаимодействия нелокального распада куперовских пары и упругого туннелирования в гибридных структурах типа металл-надпровидник- металл, является эффективным инструментом для получения запутанных электронов.

Исследователи разработали устройство на основе графена, состоящий из двух квантовых точек, соединенных с алюминиевым сверхпроводником. Используя разницу температур, ученые заставляли куперовских пары расщепляться, после чего каждый электрон затем перемещался к другому металлическим электродом.

Эксперимент показал, что процесс расщепления куперовских пар работает как механизм преобразования разности температур в электрические сигналы в сверхпроводящих структурах,
а разработанная экспериментальная схема также может стать платформой для оригинальных квантовых термодинамических экспериментов.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Геннадий

1 комментарий

  1. Если две квантовые частицы находятся в состоянии запутанности, то их квантовые состояния оказываются взаимозависимыми, причем эта связь распространяется на расстояния, превышающие длину всех известных взаимодействий. Вот это загадочная длина так и не понятно какая. Ведь с одной стороны можно считывать информацию в шпионских целях на любых расстояниях. С другой скрывать её от любого проникновения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *