바카라 사이트파가 원자에 의해 산란 될 때 발생하는 위상 이동은 물리학에서 가장 근본적인 문제 중 하나입니다 위상 이동이 원자 내에서 바카라 사이트 궤도의 형태를 반영한다는 것이 이론적으로 지적되었지만, 1997 년에 자연에 발표 된 논문은 10 개 이상의 바카라 사이트를 함유하는 인공 원자에 의해 산란으로 인한 위상 이동이 바카라 사이트 수의 수에서 각각의 변화와 함께 원래 상태로 돌아 오는 보편적 인 궤도 독립적 행동을보고했다 그 기원에 대한 많은 연구가 수행되었지만 오늘날에는 해결되지 않은 상태로 남아 있습니다
도쿄 대학교 (University of Engineering School, Engination Electronics Division, Riken Riken Materials Science Research), Yamamoto (양자 바카라 사이트 장치 연구 부서의 단위 리더, Riken Center for Emerging Materials Science Research)의 Tarucha 교수, 그리고 National Institution of The Advanced Institution of the Advanced Institution의 연구원 인 Takada의 Tarucha 교수 바카라 사이트파의 위상 편차를 정확하게 측정 할 수있는 프랑스 네루 연구소 (Nehru Institute of France)는 세계에서 처음으로 처음으로 바카라 사이트파의 위상 편차를 측정 할 수 있으며, 여러 바카라 사이트의 인공 원자에서도 위상 편차는 궤도의 모양을 반영한다는 것을 밝혀냈다 결과는 2017 년 6 월 7 일에 물리적 검토 B에 게시되었습니다 (https : //journalsapsapsorg/prb/abstract/101103/physrevb95241301)
이 연구에서, 우리는 현실적인 실험 시스템을 사용하여 올바른 측정을 수행하고 20 년 동안 바카라 사이트 산란 단계의 문제를 해결하는 경우 보편적 위상 변화를 관찰 할 수 없음을 보여주기 위해 더 많은 데이터를 추가했습니다 개발 된 위상 측정 기술은 인공 원자의 내부 구조를 탐색하는 방법으로 유용하며 산란 문제와 관련된 다양한 물리적 현상뿐만 아니라 바카라 사이트파의 위상을 정보 자원으로 사용하는 양자 정보 장치를 명확히하는 데 사용될 수 있습니다
또한이 연구의 결과는 2017 년 11 월 22 일 (영국 시간)에 발표되었습니다Nature Communications(Nature Publishing Group)에 게시
바카라 사이트 제품은 물질을 구성하는 가장 작은 단위 중 하나이며 입자의 특성과 파도의 특성을 모두 갖습니다 파도로서 바카라 사이트의 특성은 간섭 실험을 통해 캡처 될 수 있습니다 산란기에 의해 바카라 사이트가 산란하는 방법은 양자 역학의 근본적인 문제이며,이를 사용하면 산란의 내부 구조를 조사 할 수 있습니다 예를 들어, 인공 원자를 통해 바카라 사이트가 산란 될 때 발생하는 위상 이동은 인공 원자 내부의 궤도의 모양에 따라 거동을 변화시킬 것으로 이론적으로 예측되었다
최근에, 반도체 기술의 발전은 바카라 사이트 제품의 개발로 이어졌습니다양자 간섭계 (주 4)이제 한 단위로 바카라 사이트를 포획 할 수있는 인공 원자를 자유롭게 설계하고 만들 수 있습니다 따라서, 실험은 이제 바카라 사이트가 실제로 인공 원자를 통해 산란 될 때 위상의 변화를 측정하려고 시도했다 그러나 1997 년과 2005 년에 10 개 이상의 바카라 사이트를 함유하는 인공 원자를 사용한 실험은 이론적 예측과 달리 인공 원자의 내부 상태에 의존하지 않는 보편적 인 위상 거동이 보인다고보고했다 그 이유를 설명하기 위해 많은 이론적 고려 사항이 있었지만 충분한 설명은 얻지 못했습니다 바카라 사이트 상을 정확하게 측정하는 것이 기술적으로 어려웠 기 때문입니다
이전의 연구 에서이 연구 그룹은 자체 2- 경로 간섭계를 개발했으며 정밀도와 신뢰성으로 바카라 사이트파의 위상 편차를 측정 할 수 있음을 보여주었습니다 또한, 우리는 인공 원자의 바카라 사이트와 연결된 전극의 바카라 사이트가 강하게 노출 될 때 바카라 사이트파에서 위상 이동이 어떻게 행동하는지 명확하게하는 것과 같은 2- 폴의 간섭계의 유용성을 입증했습니다
이 연구에서, 우리는 제어를 개선하기 위해 새로운 가교 구조를 포함하는 2-path 간섭계를 개발하고 인공 원자를 경로 중 하나에 포함시켰다 (도 1) 이어서, 인공 원자의 바카라 사이트 수를 1 단위로 변화시키는 동안 입사 바카라 사이트파의 위상 변화가 관찰되었다 (도 2) 바카라 사이트파는 인공 원자의 바카라 사이트 수가 1만큼 변할 때 나타날 때 나타나는 전송 진폭의 피크를 가로 질 때마다 π만큼 위상을 변화시킨다 이 실험에서 두 가지 다른 동작이 관찰되었습니다 위상에 π 점프가 나타나고 위상이 원래 상태로 돌아올 때 (그림 2 (a)의 검은 화살표 참조) 및 위상이 부드럽게 스택 될 때 (빨간색 화살표 (그림 2 (a)의 두꺼운 화살표 참조)
이 연구 그룹에 의해 조사 된 인공 원자에는 수십 명 (2017 년 6 월 7 일에 물리적 검토 B에 발표 된 연구)과 수백 개의 바카라 사이트 (이 논문의 연구)가 포함되어 있으며 1997 년과 2005 년에 수행 된 실험 결과에서 추정 한 것은 보편적으로 관찰되는 것으로 보이는 A π 점프 (그림 2 (A)의 검은 색 화살표) 만 것으로 예상된다 그러나이 연구에서는 두 가지 다른 행동이 관찰되었으며, 이전 실험의 결과와 일치하지 않습니다 또한, 인공 원자의 대칭 변화와 같은 상세한 실험을 수행함으로써, 인공 원자에 의해 산란 된 바카라 사이트파의 위상 이동은 원래 이론적 예측과 같이 내부 바카라 사이트 궤도의 형태에 의존한다는 것을 밝혀냈다
이 결과는 이전 실험보다 더 넓은 범위의 조건에 걸쳐 신뢰할 수있는 위상 측정을 수행함으로써 얻어졌으며, 이론과 실험 결과 사이의 불일치 문제를 20 년 동안 문제가되었습니다 이것은 인공 원자에 의해 산란 된 바카라 사이트파의 위상 거동에 대한 이해를 향상 시켰으며, 위상 측정은 인공 원자의 내부 구조를 탐색하는 방법으로 유용하다는 것을 보여 주었다
이 연구에서 배양 된 정확한 위상 측정 기술은 향후 산란 된 단계를 통해 다양한 물리적 현상을 명확하게 할 것으로 예상됩니다 또한이 기술을 바카라 사이트파의 단계를 정확하게 제어하기 위해 적용함으로써 앞으로 양자 정보 장치로 개발 될 것으로 예상됩니다
이 연구는 국립 과학 및 과학 센터 인 Christopher Bojare 박사의 연구팀과 독일 Ruhr-Universität Bochum의 Andreas Vick 교수와 협력하여 수행되었습니다 이 프로그램은 또한 과학 연구, 기본 연구 (No 26220710), 기본 연구 A (No 26247050), JST Sakigake (No JPMJPR132D) 및 JST CREST (No JPMJCR1675)에 의해 지원되었습니다
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| 그림 1 :이 연구 (주 다이어그램) 및 Mach-Zehnder 간섭계 (오른쪽 상단)에 사용 된 2- 경로 간섭계의 개략도 |
| 2-path 간섭계에는 인공 원자 (QD)가 내장되어 있으며, 대칭 상태 및 내부의 바카라 사이트 수는 주변 전극에 적용되는 게이트 전압에 의해 제어 될 수 있습니다 이 간섭계의 작동 원리는 오른쪽 상단 그림 (Mach-Zehnder 간섭계라고 함)에 표시된 광에 대한 유사한 간섭계와 동일합니다 왼쪽 상단 전극으로부터 주입 된 바카라 사이트파는 바카라 사이트파의 반 트랜스 폴란드 거울에 의해 두 개의 경로로 나뉘며 중앙 고리 구조에 인접 해있다 고리 구조에서, 바카라 사이트파는 각각의 경로 길이와 인공 원자의 상태에 따라 위상 변화를 겪는다 그 후, 장치는 반도체 미러를 다시 통과하고 오른쪽 하단의 두 전극에 전류를 출력합니다 실험에서, 출력 전류 I↑, i↓의 진동 반대 단계로부터 측정되었다 |
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| 그림 2 : 많은 바카라 사이트를 함유하는 인공 원자에 의해 산란 된 바카라 사이트파에서 발생하는 위상 변화의 측정 결과 |
| 아래 (b) 아래 다이어그램은 인공 원자를 통해 산란 된 바카라 사이트파의 전달 진폭을 바카라 사이트 간섭으로부터 얻은 주기적 피크가 나타납니다 이 전송 진폭의 피크 인공 원자의 바카라 사이트 수가 하나만 변할 때 나타납니다 피크를 왼쪽에서 오른쪽으로 가로 질러 바카라 사이트의 수는 1 씩 증가하고 바카라 사이트의 수는 피크 사이에 일정하게 유지됩니다 이 다이어그램에서 바카라 사이트의 수는입니다nFrom (최대 수백)n 위상 측정은 +14 사이에서 이루어지고 있습니다 위의 그림 (a)은 아래 그림 (b)로 표시되는 바카라 사이트 수의 변화에 해당하는 바카라 사이트파에서 발생하는 위상 이동과 바카라 사이트 수가 피크를 가로 질러 하나만 변할 때 π에 의해 변화하는 것을 보여줍니다 또한, 인접한 피크 사이에 두 가지 다른 동작이 나타납니다 위상 점프는 π에 의해 점프하고 정상으로 돌아갑니다 ((a)의 검은 화살표 참조) 또는 점프가 그러한 점프없이 부드럽게 쌓여 있습니다 ((a)의 빨간색 화살표 참조) 이들 두 가지 다른 행동의 관찰은 위상 이동이 인공 원자 내부의 바카라 사이트 궤도의 형태에 의존한다는 것을 시사한다 |
잡지 이름 : "Nature Communications": (2017 년 11 월 22 일)
논문의 제목 : 대규모 양자점의 비 대학교 전송 위상 동작
저자 : H Edlbauer †, S Takada †, G Roussely, M Yamamoto, S Tarucha, A Ludwig, A D Wieck, T Meunier 및 C Bäuerle*, (†이 저자들은 작품에 동등하게 기여했습니다)
DOI 번호 : 101038/S41467-017-01685-Z
추상 URL :http : //wwwnaturecom/ncomms