Делитель куперовских пар

Нелокальность – фундаментальная изюминка квантовой механики. Она проявляется в наличии неклассических корреляций между пространственно удаленными друг от друга частями одной квантовой совокупности.

Для экспериментальной демонстрации нелокального характера этих корреляций в большинстве случаев применяют так именуемые ЭПР-пары (Эйнштейн, Подольский, Розен) из двух частиц, находящихся в запутанном состоянии. В большинстве случаев, такие опыты выполняют с фотонами. В это же время в любом жёстком теле имеется огромное количество самых что ни на имеется квантовых объектов – электронов, каковые также смогут образовывать перепутанные ЭПР-пары.

Но все эти электроны будут в макроскопическом главном состоянии (“фермиевском море”), из которого запрещено просто так выделить два электрона, запутанных лишь между собой. Но имеется исключение: любой сверхпроводник может служить источником ЭПР-пар электронов – куперовских пар в синглетном состоянии.

Отдельные куперовские пары возможно извлечь из сверхпроводника за счет их туннелирования через барьер, но для изучения квантовых корреляций необходимо еще обучиться расщеплять такие пары на отдельные электроны контролируемым образом.

Делитель куперовских пар

Проходя через Y-образный контакт, куперовская пара расщепляется на два пространственно поделённых (но остающихся в запутанном состоянии) электрона.

Для решения данной задачи в работе [1] был использован Y-образный контакт (см. рис.), каждое железное плечо которого включало квантовую точку с регулируемым энергетическим уровнем. Громадные энергии зарядки квантовых точек (2?4 мэВ) мешали туннелированию через них куперовской пары как целого, а процессы последовательного туннелирования обоих электронов пары через одну квантовую точку были подавлены за счет относительно толстых туннельных барьеров.

О наличии нелокальных корреляций между двумя протуннелировавшими электронами в [1] делали выводы на основании синхронного измерения туннельных проводимостей двух контактов. При TTc эти корреляции отсутствовали. Эффективность для того чтобы “генератора” запутанных электронов составила около 2%, на большое количество порядков больше, чем при генерации запутанных фотонов (10-12).

В принципе, “делитель куперовских пар” возможно применять в твердотельных квантовых вычислительных устройствах.

Л.Опенов

1. L.Hofsteller et al., Nature 461, 960 (2009).

Опубликовано вNanoWeek,

  • Прошлая статья:Новый рекорд по разгону протонов посредством лазера
  • Следующая статья:Электрические аккумуляторная батареи из неестественных клеток

Куперовские пары электронов


Темы которые будут Вам интересны: