22. 04. 2024

Skrytá symetrie odhalena

Skrytá symetrie odhalena

V nedávném článku Petera Zaloma z FzÚ a Martina ŽondyTomášem Novotným z naší katedry byl představen nový přístup ke studiu interagujících kvantových teček připojených k více než dvěma supravodičům, který je založený na dosud skryté symetrii problému. Supravodivé hybridní nanosystémy mají potenciál stát se stavebními kameny budoucích supravodivých elektronických zařízení. Jak autoři ukazují ve svém článku, tyto systémy mohou být naladěny tak, aby sloužily jako supravodivé diody nebo dokonce tranzistory. Tato práce tak dláždí cestu k pokročilým komponentům pro kvantové výpočty.

Klíčovým zjištěním práce je, že existuje speciální druh symetrie, který umožňuje mapovat jakýkoli systém s libovolným počtem supravodičů na jeho ekvivalent s pouhými dvěma supravodivými elektrodami. Toto mapování je přesné! To je zajištěno analytickým vztahem zvaným geometrický faktor, který umožňuje úplné pochopení chování složitého systému na základě výpočtů mnohem jednoduššího systému. Tímto způsobem nám geometrický faktor umožňuje zkoumat systémy, které byly dříve nepřístupné přesným metodám.

Důsledky těchto zjištění jsou značné. Studie nabízí nový pohled, jehož prostřednictvím lze pochopit, předpovědět a manipulovat kvantové chování komplexních přechodů. To by mohlo vést k robustnějším a všestrannějším kvantovým zařízením, což by významně ovlivnilo oblasti výpočetní vědy a informačních technologií.

Podrobné informace naleznete v článku publikovaném v časopise Physical Review Letters.

Původní publikace:

Hidden Symmetry in Interacting-Quantum-Dot-Based Multiterminal Josephson Junctions
P. Zalom, M. Žonda, and T. Novotný, Phys. Rev. Lett. 132, 126505 (2024)
DOI:10.1103/PhysRevLett.132.126505

Další informace:

Quantum dot attached to superconducting leads: Relation between symmetric and asymmetric coupling
A. Kadlecová, M. Žonda, and T. Novotný, Phys. Rev. B 95, 195114 (2017)
DOI:10.1103/PhysRevB.95.195114

Výzkum byl financován z prostředků Grantové agentury ČR

project: Supravodivé nanohybridy mimo rovnováhu, 23-05263K