Quantenfortschritte: Stabilisierte Quantenpunkte und molekulare Qubit-Kontrolle

Jüngste Durchbrüche in der Quantenphysik versprechen, das Quantencomputing und die Quantenkommunikation zu revolutionieren. Forscher der University of Oklahoma haben eine Methode zur Stabilisierung kolloidaler Quantenpunkte (QDs) durch Hinzufügen einer kristallisierten Molekülschicht entwickelt. Diese in Nature Communications veröffentlichte Innovation verhindert das Blinken oder Verdunkeln von QDs und verlängert ihre kontinuierliche Photonenemission auf über 12 Stunden bei Raumtemperatur. Dies überwindet die historischen Einschränkungen von QDs, die aufgrund von Oberflächendefekten typischerweise schnell ausfallen und extrem niedrige Temperaturen erfordern. Die stabilisierten QDs aus Perowskit erreichen bei Raumtemperatur eine Effizienz von nahezu 100 %, was sie erschwinglicher und praktischer für photonische Chip-Lichtquellen macht. Gleichzeitig treibt Randall Goldsmith vom Argonne National Laboratory der University of Wisconsin-Madison die Quanteninformationswissenschaft (QIS) durch die Manipulation von Licht-Materie-Wechselwirkungen voran. Goldsmiths Team baut photonische Schnittstellen wie Mikrokavitäten, um Moleküle präzise zu messen und zu beeinflussen und so anpassbare molekulare Qubits zu erzeugen. Diese Qubits bieten Vielseitigkeit bei der Abstimmung ihrer photonischen Eigenschaften und ermöglichen die Steuerung der Qubit-Lebensdauer und des emittierten Lichts. Diese Feinabstimmbarkeit ermöglicht die Entwicklung von Qubits, die auf spezifische Anwendungen zugeschnitten sind, wie z. B. die Temperaturmessung in lebenden Zellen oder die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung in Quantennetzwerken. Diese vom US-Energieministerium unterstützten Fortschritte ebnen den Weg für leistungsstarke neue Quantentechnologien.