Indvikling af elektroner med varme

En fælles gruppe af forskere fra Finland, Rusland, Kina og USA har vist, at temperaturforskelle kan bruges til at sammenfiltre elektronpar i superledende strukturer. Den eksperimentelle opdagelse, udgivet i Naturkommunikation , lover kraftfulde applikationer i kvanteenheder, bringe os et skridt tættere på anvendelserne af den anden kvanterevolution.

Holdet, ledet af professor Pertti Hakonen fra Aalto University, har vist, at den termoelektriske effekt giver en ny metode til fremstilling af sammenfiltrede elektroner i en ny enhed. "Kvanteindvikling er hjørnestenen i de nye kvanteteknologier. Dette koncept, imidlertid, har undret mange fysikere gennem årene, herunder Albert Einstein, der bekymrede sig meget om det uhyggelige samspil på en afstand, det forårsager, "siger professor Hakonen.

I kvanteberegning, sammenfiltring bruges til at smelte individuelle kvantesystemer i et, hvilket eksponentielt øger deres samlede beregningskapacitet. "Forvikling kan også bruges i kvantekryptografi, muliggør sikker udveksling af oplysninger over lange afstande, "forklarer prof. Gordey Lesovik, fra Moskva Institut for Fysik og Teknologi, der har fungeret flere gange som gæsteprofessor ved Aalto University School of Science. I betragtning af betydningen af ​​sammenfiltring til kvanteteknologi, evnen til let og kontrollerbart at skabe sammenfiltring er et vigtigt mål for forskere.

Forskerne designede en enhed, hvor en superleder blev lagdelt med grafen og metalelektroder. "Superledning er forårsaget af sammenfiltrede par elektroner kaldet" kooperpar. "Ved hjælp af en temperaturforskel, vi får dem til at splitte, hvor hver elektron derefter bevæger sig til forskellige normale metalelektroder, "forklarer doktorand Nikita Kirsanov, fra Aalto University. "De resulterende elektroner forbliver sammenfiltret på trods af at de er adskilt i ret lange afstande."

Sammen med de praktiske konsekvenser, arbejdet har en væsentlig grundlæggende betydning. Eksperimentet har vist, at Cooper -paropdelingsprocessen fungerer som en mekanisme til at omdanne temperaturforskelle til korrelerede elektriske signaler i superledende strukturer. Det udviklede eksperimentelle skema kan også blive en platform for originale termodynamiske kvanteeksperimenter.