Квантовая электроника обещает значительный прогресс в сверхчувствительных измерениях и обработке квантовой информации. В наноэлектрических схемах один электрон можно использовать для точного управления траекторией другого электрона посредством кулоновских взаимодействий. Новый фундаментальный схемный элемент был продемонстрирован тремя независимыми исследовательскими группами, пишет EurekAlert.

Электрический ток — поток заряженных элементарных частиц. В полупроводниковых устройствах электроны движутся слишком быстро, чтобы было можно воздействовать на каждый из них по отдельности. Однако управляемое столкновение отдельных электронов может дать требуемое время для взаимодействия одной частицы с другой. Главная трудность тут в том, чтобы точно синхронизировать два электрона.

Для этой цели ученые разработали наноращмерный коллайдер на микрочипе. Он состоит из двух независимых источников электронов, которые можно запускать с точностью до пикосекунды. И детекторов, которые записывают результат каждого столкновения. Источники генерируют электронную пару. Если они синхронизированы достаточно точно, взаимодействие электронов пары определяет, какой сигнальный путь выберет каждая частица.

Испытание прототипа показало, что устройство можно применять в качестве сверхбыстрого датчика или переключателя. Кроме того, он может стать ключевым компонентом квантового компьютера, поскольку позволяет генерировать квантовую запутанность.

Дата-центры расходуют огромное количество энергии — только в США на их долю приходится около 2% всего энергопотребления страны. Американские ученые разработали новый метод компенсации температурных колебаний, которые разрушают фотонные микрочипы. Такие устройства «сформируют высокоскоростной коммуникационный хребет будущих дата-центров и суперкомпьютеров», считают разработчики.