Puente cuántico a través de tormentas magnéticas ✎ exprés

Original: "Electron-Mediated Nuclear-Spin Interactions Between Distant NV Centers"
arXiv:1107.2617 · 2011-07-13 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 1 min
Los defectos del diamante se comunican a distancia, a pesar del caos circundante.

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En el interior del diamante se esconden diminutas imperfecciones: lugares donde un átomo de carbono es reemplazado por nitrógeno y, junto a él, se abre un hueco. Estos defectos, como faros, pueden almacenar y transmitir información cuántica. Pero alrededor ruge una tormenta magnética: los núcleos de los átomos en el cristal vibran, creando interferencias. La señal se ahoga en el ruido.

Los autores del trabajo encontraron la manera de abrirse paso a través de este caos. Proponen irradiar los electrones de los defectos con un potente campo de microondas. Es como dos personas en un taller ruidoso que se ponen auriculares con el mismo ritmo. De repente, las interferencias dejan de confundir, y entre los núcleos de nitrógeno situados en diferentes defectos se tiende un hilo de conexión. La interacción ocurre a través de las fuerzas magnéticas de los electrones, pero ahora está protegida del temblor del entorno.

Baile al ritmo común: un fuerte campo de microondas hace que los electrones giren sincronizados, y los empujones aleatorios del entorno dejan de ser temibles: simplemente no pueden descomponer el movimiento coordinado.

Tal puente entre dos "islas" atómicas es un ladrillo para las futuras máquinas cuánticas. A diferencia de muchos esquemas que requieren frío absoluto y vacío, este enfoque funciona directamente en el diamante sólido, a temperatura ambiente. Y eso significa que los procesadores no tendrán que ocultarse en torres criogénicas.

Los centros de nitrógeno-vacancia en el diamante son tan estables que pueden usarse como sensores ultraprecisos de campo magnético: detectan el campo de un solo electrón a decenas de nanómetros de distancia.

En la novela 'La era del diamante' de Neal Stephenson, los diamantes se convierten en la base de toda la computación del futuro: un eco cercano de los experimentos cuánticos reales con defectos en los brillantes.

Científicos
Erwin SchrödingerHugh Everett IIIEmmy NoetherWolfgang PauliEnrico FermiPaul Dirac
Conceptos
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