Дослідники провели комп'ютерне моделювання того, як квантові точки «спілкуються» один з одним. Результати роботи допоможуть створити нові стійкі кубіти.
Досі змоделювати процеси в квантових точках було неможливо через велику кількість атомів у них. Вчені зменшили розмір модельної системи і знайшли спосіб керувати генерацією ексітонів у них
Квантові точки - це крихітні частинки напівпровідника, що містять тисячі атомів. Ці квантові системи ведуть себе подібно атомам - у них є енергетичні рівні, які можуть поглинати і випромінювати світло на певних довжинах хвиль. Наприклад, при освітленні ультрафіолетовим світлом квантова точка може перейти в збуджене стани. Завдяки цій властивості квантові точки використовуються в надчастких дисплеях.
Досі комп'ютерне моделювання взаємодій між квантовими точками було обмежено через високу складність таких систем. Оскільки в цих процесах беруть участь тисячі атомів, кожен з яких містить безліч електронів, процеси освіти і рекомбінації екситонів не можуть змоделювати навіть найсучасніші суперкомп'ютери.
Авторам нового дослідження вдалося зменшити складність комп'ютерного опису таких систем - для цього він взяли за основу невеликі квантові точки розміром у сотні атомів, а потім апроксимували результати такого моделювання на більш масштабні системи. У своєму дослідженні тріо успішно змоделювала поведінка квантових точок у фемтосекундному масштабі.
Вчені побачили, як пари квантових точок поглинають і обмінюються фотонами, а також накопичують їх енергію. Фізики також знайшли спосіб стабілізації екситонів за допомогою певної послідовності імпульсів червоного і ультрафіолетового світла. Перший ультрафіолетовий імпульс може створювати екситон в одній квантовій точці, а подальший інфрачервоний здатний переміщати екситон в сусідню квантову точку, а може зберігатися в точну точку, а, де подальший інфрачний здатний здатний здатний пересувати пересувати пересувати екситон до сусідній. Можливість такого управління ексітонами стане в нагоді у створенні квантових комп'ютерів нового покоління.
Стаття про відкриття опублікована в Journal of Physical Chemistry A.