Изследователите постигнаха контрол на квантовата интерференция на атомно ниво

Квантовата интерференция е резултат от взаимодействието на фазите на система, която се намира в суперпозиция от състояния. Екип от физици от Китай демонстрира чисто електрически метод за контролиране на квантовата интерференция в отделните атомни спинове върху дадена повърхност. Изследването открива нови възможности за бърз и надежден контрол на квантовите състояния на атомно ниво.

Пример за квантова интерференция е интерференцията на Ландау-Ценер-Щукелберг-Майорана (LZSM), която възниква, когато квантова система от две нива многократно преминава през антикръстосване на енергийните нива и претърпява много неадиабатни преходи. Това е мощен инструмент за бърз и стабилен квантов контрол, но постигането на настройваема LZSM интерференция в квантова архитектура от атомен мащаб остава голямо предизвикателство.

С помощта на усъвършенствана микроскопска техника – сканиращ тунелен електронен спинов резонансен тунелен микроскоп – учени от Китайската академия на науките са разработили изцяло електрически метод за контрол на LZSM квантовата интерференция в единични и свързани атомни спинове върху изолационни филми.

Чрез модулиране на ограничените взаимодействия между атомите и иглите със силни електрически полета те бързо насочват спиновите състояния през антипресечните точки и наблюдават разнообразните модели на интерференция, по-конкретно мултифотонните резонанси и подписите на въртящия момент на спиновото предаване. Многомащабните LZSM спектри показаха различни интерференчни модели в зависимост от енергийните пейзажи.

Резултатите откриват нови възможности за чисто електрически квантови манипулации в спинови квантови процесори в режим на силно възбуждане, пише Phys.