Учёные нашли способ «фотографировать» электроны в движении «с высокой частотой кадров». Об этом сообщило издание New Atlas.

Частота современных процессов измеряется миллиардами герц — то есть состояние системы меняется миллиарды раз в секунду. «Для квантовых вычислений это очень медленно, потому что электроны внутри компьютерного чипа сталкиваются триллионы раз в секунду, и каждое столкновение завершает цикл квантовых вычислений. Чтобы повысить производительность, нам нужны моментальные снимки движения электронов, которые в миллиард раз быстрее. И теперь они у нас есть», — сказал Маккилло Кира из Мичиганского университета, один из авторов работы.

Новое устройство команды проводит измерения в совершенно другом временном масштабе — аттосекундах (10-18), что составляет одну квинтиллионную долю секунды.

Чтобы добиться этого, учёные используют два световых импульса с определенной энергией. Первый импульс инфракрасного света переводит электроны в состояние, в котором они могут двигаться через полупроводниковый материал. Затем применяется низкоэнергетический терагерцовый импульс, который направляет электроны на траектории, вызывающие лобовые столкновения. Это производит вспышку света, и можно определить точное время этих вспышек, чтобы выявить квантовые взаимодействия и получить другую информацию. Затем учёные могут восстановить картину событий, как бы получив «фотографии» системы в каждый момент времени с интервалом в аттосекундах.

Физики говорят, что подобные устройства — это первый шаг к совершенствованию квантовых компьютеров, поскольку они расширяют наше понимание того, как электроны движутся, ведут себя и взаимодействуют в материалах.