Электрически настраиваемая квантовая интерференция атомных спинов на поверхностях
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, продемонстрирован полностью электрический контроль квантовой интерференции в отдельных атомных спинах на поверхности. Используя специально созданный усовершенствованный сканирующий туннельный микроскоп с электронным спиновым резонансом (ESR-STM), учёные разработали полностью электрический метод управления квантовой интерференцией LZSM (интерференция Ландау-Зенера-Штюкельберга-Майораны) в отдельных и связанных атомных спинах на изолирующих пленках.
Рис. Электрическое управление энергетической расстройкой одиночного спина Ti. Источник: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64022-9
Модулируя атомно-ограниченные взаимодействия острия и атома с помощью сильных электрических полей, физики быстро проводили спиновые состояния через антипересечения и наблюдали богатые интерференционные картины, включая многофотонные резонансы и сигнатуры крутящего момента передачи спина. Многоуровневые спектры LZSM, измеренные на связанных спинах с настраиваемыми взаимодействиями, показали различные интерференционные картины в зависимости от их многочастичных энергетических ландшафтов.
Эти результаты открывают новые возможности для полностью электрических квантовых манипуляций в квантовых процессорах на основе спина в режиме сильного возбуждения. Данное исследование открывает новые возможности для быстрого и надежного управления квантовыми состояниями на атомном уровне.
Исследователями руководил профессор Ян Кай из Института физики Китайской академии наук, а также профессор Хоакин Фернандес-Россье из Международной иберийской нанотехнологической лаборатории.
