Международная команда ученых нашла способ контролировать состояние электронов в материале на основе кремния. Они заставили вещество переходить из нормального состояния в возбужденное и наоборот, выпуская в процессе микроволновые фотоны. Ученые утверждают, что данную технологию можно будет применять в квантовых компьютерах и улучшить методы применения магнитного резонанса.

Команда исследователей состояла из ученых Французской комиссии по атомной энергетике, отделения по энергетике Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, Лондонского центра нанотехнологий, лаборатории наноэлектроники в Израиле, Института электроники, микроэлектроники и нанотехнологий во Франции.

В ходе разработки исследователи имплантировали атомы висмута в очищенную форму кремния, сверху поместили сверхпроводимую пластинку из алюминия, и поместили все это в медную ячейку. Пластинка создавала резонансную полость, которую можно было легко настраивать, порождая резонанс нужного уровня микроволн.

Соавтор научной работы Джон Мортон подчеркнул, что эффект реверберации в полости повышает число возможных возбужденных состояний электронов, которое в свою очередь позволяет контролировать вращение электронов.

Целью было вызвать переход электрона из возбужденного состояния в обычное. Когда это происходит, электроны выпускают  излишек энергии в виде микроволновых фотонов. Эти фотоны могут переносить квантовую информацию.

Ученые обнаружили, что по данной технике фотоны способны выпускаться за одну секунду, что на много порядков быстрее, чем в естественных условиях (примерно 10 000 лет). Теперь ученым нужно придумать, как связать множество систем с использованием спинов электронов и микроволновых фотонов, чтобы они смогли производить расчеты и служить основой для архитектуры квантовых компьютеров.