論文の概要: Taming Atomic Defects for Quantum Functions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.11053v1
- Date: Thu, 22 Sep 2022 14:47:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 17:57:04.496789
- Title: Taming Atomic Defects for Quantum Functions
- Title（参考訳）: 量子関数の原子欠陥の改ざん
- Authors: Saban M. Hus and An-Ping Li
- Abstract要約: 単一原子は基本量子関数を利用する理想的なシステムを提供する。
単一原子(単一欠陥)は、原子ベースの量子システムに匹敵するかもしれない。
走査トンネル顕微鏡による個々の欠陥の生成と操作を正確に制御する最近の研究をいくつか紹介する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Single atoms provide an ideal system for utilizing fundamental quantum
functions. Their electrons have well-defined energy levels and spin properties.
Even more importantly, for a given isotope -- say, $^{12}$C -- all the atoms
are identical. This creates a perfect uniformity that is impossible to achieve
in macroscopic-size quantum systems. However, herding individual atoms is a
very difficult task that requires trapping them with magnetic or optical means
and cooling them down to temperatures in the nanokelvin range. On the other
hand, the counterpart of single atoms -- the single defects -- may be as good
as atom-based quantum systems if not better. These defects, also referred as
quantum defects, possess the favorable energy, spin, and uniformity properties
of single atoms and remain in their place without the help of precisely tuned
lasers. While the number of usable isotopes is set, the combinations of defects
and their host material are practically limitless, giving us the flexibility to
create precisely designed and controlled quantum systems. Furthermore, as we
tame these defects for the quantum world, we bring about transformative
opportunities to the classical world in forms such as ultradense electronic
devices and precise manufacturing. In this research insight, we introduce some
of our recent work on precisely controlled creation and manipulation of
individual defects with a scanning tunneling microscope (STM). We also discuss
possible pathways for utilizing these capabilities for the development of novel
systems for Quantum Information Science (QIS) applications such as quantum
information processing and ultrasensitive sensors.
- Abstract（参考訳）: 単一原子は基本量子関数を利用する理想的なシステムを提供する。
電子はエネルギー準位とスピンの性質がよく定義されている。
さらに重要なのは、特定の同位体(例えば$^{12}$C)に対して、全ての原子は同じである。
これは、マクロサイズの量子システムでは達成できない完全な均一性を生み出す。
しかし、個々の原子を磁気的または光学的な手段で捕獲し、ナノケルビンの範囲の温度まで冷やすのは非常に難しい作業である。
一方、単一原子(単一欠陥)の対向は、より良くなければ原子ベースの量子システムに匹敵するかもしれない。
これらの欠陥は量子欠陥とも呼ばれ、単一原子の好ましいエネルギー、スピン、均一性を持ち、精密に調整されたレーザーの助けなしにその位置に留まる。
使用可能な同位体の数は設定されているが、欠陥と宿主物質の組み合わせは事実上無限であり、正確に設計され制御された量子システムを作る柔軟性がある。
さらに、これらの欠陥を量子世界のために和らげることにより、超高密度電子デバイスや精密製造といった形態の古典世界への転換の機会をもたらす。
本研究では,走査型トンネル顕微鏡(STM)による個々の欠陥の生成と操作を正確に制御する最近の研究について紹介する。
また、量子情報処理や超感度センサなどの量子情報科学(QIS)アプリケーションのための新しいシステムを開発するために、これらの機能を利用するための経路についても論じる。
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