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鸡蛋给的灵感!新型量子阵列可催生超低功耗器件研发

2021-03-06 13:45:59来源:网络
  密歇根大学领导的一个国际研究小组发现了一种用单个光子发送和接收信息的新方法。
  他们的实验证明了利用非线性效应来修正和检测极弱光信号的可能性,并利用量子系统的明显变化来促进下一代计算。
  详细的研究成果发表在"自然"杂志上。
  物理学家和工程师使用一种新的半导体制造出像鸡蛋盒一样排列的量子点。量子点本质上是隔离和限制单个量子粒子(如电子)的微小结构。
  研究小组使用了两种半导体(二硫化钨和钼酸盐硒化物)。鸡蛋盒结构被制成,半导体被认为是二维材料,因为它们由一个分子层和几个原子组成。
  为了将二维半导体中的量子点阵列控制成一组光,研究小组建造了一个谐振器,方法是在底部制作一面镜子,将半导体放在顶部,然后在半导体顶部沉积第二面镜子。
  当量子"蛋盒"嵌入反射腔与红色激光共振时,研究小组观察到另一种量子态的形成,称为部分振荡器。偏振器是激子和腔内光的混合物。这证实了所有量子点都与光相互作用。
  在这个系统中,研究小组表明,在"鸡蛋盒"中放置几个激子会导致偏振器的能量发生可测的变化,这证明是非线性的,并表明正在发生量子封锁。
  工程师可以利用这种非线性来识别系统中存储的能量,这种能量可能下降到单个光子的能量,这使得系统很可能变成一个超低能量开关,"研究人员说。
  研究人员还说,"控制部分振荡器的目标是未来用于超低能量计算和信息处理的集成光子学,可用于神经形态学处理、自然语言处理或视觉系统中的自主机器人。
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