研究人员设计出室温级光量子晶体管

日前，印度孟买的研究人员设计了一种新方法，使用短暂的光脉冲在二维材料中构建谷晶体管，使我们离实现实用的全光量子技术更近了一步。晶体管是电子技术中的重要部件，它控制电流的流动，还可以根据需要打开和关闭电流。这些开关状态代表了使传统计算机能够工作的二进制单元或位，纳米技术通过使电子设备小型化并提高其性能，使其具有先进的电子设备。石墨烯是一种具有六边形碳原子结构的原子薄材料，是纳米技术潜力的一个主要例子。 f_IsY+@  
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印度科学家们以石墨烯为灵感合成了其他二维材料，这些材料将彻底改变新兴的量子技术。这些材料中的电子具有一种称为谷伪自旋的额外性质，这种性质与局部能量极小值有关。这些材料表现出两个可以被视为二进制单位的谷，如0和1，以及它们的叠加，这对量子技术至关重要。 
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这些谷可以用来在室温下编码、处理和存储量子信息，从而实现传统计算机无法实现的安全加密和新的计算方法。此外，量子技术提供了模拟工具，有助于创新材料和药物的开发。在室温下实现谷晶体管对于实用的量子技术至关重要。谷晶体管是一种开关，允许根据需要在谷之间切换谷选择操作。然而，短的谷寿命对制造谷晶体管构成了重大挑战。 vh^?M#\  
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最近发表在《应用物理评论》（Physical Review Applied）上的一篇文章（“二维材料中的全光超快谷开关”）为这个问题提供了解决方案。两位印度的研究人员开发了一种在二维材料中创建山谷晶体管的方法，使用一系列三个短暂的光脉冲来控制谷量子晶体操作。 #W/ATsDt  
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研究人员在石墨烯和二硫化钼（另一种二维材料）中观察到了谷晶体管，证明了他们的控制协议是稳健和通用的。这项工作超越了当前的valleytronics范式，并引入了谷晶体管以PB赫兹（PHz）速率工作的可能性，大大超过了当代的计算速度。科学家们表示，“随着2D材料中室温谷晶体管的可用性，与普通计算机一样，在室温下运行的小型量子计算机可能在不久的将来成为现实。”