Zināms, ka spinu gareniskās relaksācijas laiks T_1 izteikti korelē ar NV centru koncenrtāciju mērījumu vietā, tomēr nav skaidra precīza atkarība. Tika veikti divi neatkarīgie eksperimenti (Latvijā, LU FMF Lāzeru centrā un ASV, Berklijā), kuru rezultātā iegūtie dati ir pretrunā. Darba mērķis ir noteikt slāpekļa-vakances jeb NV centru T_1 atkarību no to lokālas koncentrācijas mākslīgā dimanta kristālā. Tika izveidota jaunā iekārta lāzeru inducētās fluorescences (LIF) iegūšanai un detektēšanai, kurā pirmo reizi Lāzeru Centra praksē tika izmantots augstās izšķirtspējas eļļas imersijas fluorescences objektīvs. Izmantojot optiski detektētās magnētiskās rezonanses (ODMR) spektrus un programmatūru T_1 laika noteikšanas sekvences vadīšanai, tika veikta otrā mērījumu sērija dotajā paraugā ar mērķi noteikt T_1 vērtības pie dažādām NV centru koncentrācijām.
Zināms, ka spinu gareniskās relaksācijas laiks T_1 izteikti korelē ar NV centru koncenrtāciju mērījumu vietā, tomēr nav skaidra precīza atkarība. Tika veikti divi neatkarīgie eksperimenti (Latvijā, LU FMF Lāzeru centrā un ASV, Berklijā), kuru rezultātā iegūtie dati ir pretrunā. Darba mērķis ir noteikt slāpekļa-vakances jeb NV centru T_1 atkarību no to lokālas koncentrācijas mākslīgā dimanta kristālā. Tika izveidota jaunā iekārta lāzeru inducētās fluorescences (LIF) iegūšanai un detektēšanai, kurā pirmo reizi Lāzeru Centra praksē tika izmantots augstās izšķirtspējas eļļas imersijas fluorescences objektīvs. Izmantojot optiski detektētās magnētiskās rezonanses (ODMR) spektrus un programmatūru T_1 laika noteikšanas sekvences vadīšanai, tika veikta otrā mērījumu sērija dotajā paraugā ar mērķi noteikt T_1 vērtības pie dažādām NV centru koncentrācijām.
Magnetooptiskās rezonanses var tikt izmantotas, lai iegūtu noderīgu spektroskopisko informāciju par kādas vides optiskajām īpašībām, kad tā tiek apstarota ar lāzera staru un atrodas ārējā magnētiskā lauka klātbūtnē. Šāda veida mērījumi ir ļoti svarīgi, jo tie palīdz izveidot precīzus magnētiskā lauka sensorus un teorētisko modeli, kas tos apraksta. Augstas izšķirtspējas spektroskopija tiek panākta, izmantojot nanoizmēru šūnu. Mazais attālums starp šūnas logiem samazina Doplera paplašinājumu, jo atomi, kas pārvietojas virzienā uz logiem, tajos ietriecas pirms tie paspēj izstarot gaismu, tādēļ to ietekme uz fluorescences signālu ir nenozīmīga. Mērījumi tika veikti, izmantojot cēzija atomu tvaikus apstarojot ar infrasarkano lāzera staru, kura viļņa garums atbilda D1 līnijas ierosmei.
Šajā darbā "Rb atomu mijiedarbības ar lāzera starojumu ārējā magnētiskā lauka klātbūtnē eksperimentāli pētījumi" ir pētīts rubīdija atomu ܦ ଶ līnijas ierosinātā stāvokļa koherences ārēja magnētiskā lauka klātbūtnē.Izmantojot diožu lāzera starojumu, pētījumā īstenotas dažādas atomu ierosmes ģeometrijas, tiek novērota pilnā lāzera inducētā fluorescence un tās lineārās un cirkulārās polarizācijas komponentes.Šajā darbā iegūtie būtiskākie rezultāti ir: magnetooptisko rezonanšu signālu stipri ietekmē Doplera efekts, magnētiskā skenēšana un pāreju varbūtību izmaiņas magnētisko apakšlīmeņu sajaukšanās ārējā magnētiskā lauka ietekmē.Ja supersīkstruktūras sašķelšanās pie nulles magnētiskā lauka ir salīdzināma ar Doplera paplašinājumu, tad līmeņu krustošanās pīķu relatīvās amplitūdas ir jūtīgas pret lāzera ierosmes frekvenci.
Jaunos pētījumos ir demonstrēta iespēja mainīt ķīmisko reakciju ātrumu, veicot manipulācijas ar molekulu kvantu stāvokļiem, veidojot pamatus augstas precizitātes ķīmisko reakciju kontrolei, izmatojot fundamentālus fizikas principus. Šajā bakalaura darbā tiek pētītas kvantu stāvokļu manipulācijas metožu izstrādes iespējas, apskatot tumšo un gaišo stāvokļu veidošanās ietekmi nedeģenerētās kvantu sistēmās ar vienādu vai dažādu supersīkstruktūras stāvokļu skaitu katrā no trīspakāpju ierosmes shēmas atomārajiem līmeņiem, veicot skaitliskus kvantu stāvokļu populāciju un enerģijas līmeņu pozīciju aprēķinus un veicot detalizētu situācijas analīzi. Kā arī darba gaitā tiek izstrādāts bezvibrāciju augstvakuuma sistēmas dizains rubīdija atomu magnētiski optiskajam slazdam.
Rakstā aprakstīts mans ceļš kā pētniekam matemātikā un teorētiskajā datorzinātnē. Mana interese par matemātiku un programmēšanu sākās pamatskolā ar matemātikas konkursiem un populārām grāmatām par programmēšanu. Universitātē es sāku veikt pētījumus teorētiskajā datorzinātnē. Tas mani noveda pie doktora studijām Kalifornijas Universitātē, Bērklijā. Bērklijā es sāku strādāt jaunā pētniecības jomā: kvantu skaitļošanā. Kvantu skaitļošana apvieno kvantu mehāniku (kas pēta dabas likumus atomu un daļiņu līmenī) ar datorzinātni, izmantojot kvantu fizikas ietekmi ātrākai skaitļošanai vai drošākai datu pārraidei. Mana pētījuma galvenais mērķis bija noteikt, ko mēs varam aprēķināt ar kvantu datoru un kā kvantu datorus var izmantot, lai meklētu lielos datu apjomos. 2007. gadā es atgriezos Latvijas Universitātē un izveidoju kvantu skaitļošanas pētniecības grupu. Mēs sadarbojamies ar citām vadošajām Eiropas pētniecības grupām šajā jomā un esam vadījuši divus Eiropas pētniecības projektus kvantu skaitļošanas jomā.
Kvantu modelis ar pēcatlasi tiek definēts Scott Aaronson darbā. Beigu stāvokĜu kopa,\nkas parasti sastāv no akceptējošiem un noraidošiem stāvokĜiem, tiek papildināta ar\nparametru, kas norāda, vai dotais beigu stāvoklis ietilpst atlases kopā. Mērījumi tiek\nveikti tikai atlases kopas beigu stāvokĜos. Tiek ieviests papildus stāvoklis + q , un ja\nvisu pēcatlases stāvokĜu amplitūdas ir 0, tad + q amplitūda saĦem vērtību 1.\nPēcatlase Ĝauj pētīt ne tikai kvantu, bet arī tradicionālo algoritumu īpašības.\nPētījuma mērėis ir salīdzināt varbūtisko un kvantu galīgo pēcatlases automātu klases\nun aprakstīt valodu klases, ko atpazīst kvantu galīgs automāts ar pēcatlasi.\nPētījuma procesā iegūti šādi rezultāti:\n• Definēts kvantu galīgā automāta ar pēcatlasi jēdziens;\n• Aprakstīta valoda PALINDROMES, ko atpazīst galīgs kvantu automāts ar\npēcatlasi ar mērījumu katrā solī un galīgs kvantu automāts ar pēcatlasi ar\nmērījumu beigās;\n• Aprakstīta valoda, kuru nevar atpazīt galīgs kvantu automāts ar pēcatlasi ar\nmērījumu katrā solī un galīgs kvantu automāts ar pēcatlasi ar mērījumu beigās:\nL = {w | w∈{0,1}* and there exist x, y,u, z such that w = x1y = u1z and\nx = z }\nViens no promocijas darba uzdevumiem ir aplūkot kvantu vaicājošos algoritmus Bula\nfunkciju rēėināšanai. Darba sākumā tiek pierādīti kvantu algoritmu apakšējie\nnovērtējumi dažādām funkcijām, kas apraksta grafu problēmas. Ir izveidoti efektīvi\nkvantu vaicājošie algoritmi. Šajā sadaĜā iegūti rezultāti sekojošām funkcijām:\n• 3-sum problēma,\n• Hamiltona ceĜš,\n• Hamiltona aplis,\n• CeĜojošais pārdevējs.\nVēl promocijas darbā tiek apskatīta reāla laika Tjūringa mašīnas kvantu analoăija.\nTiek parādīts, ka eksistē valoda, kuru pazīst reāla laika kvantu Tjūringa mašīna un\nnepazīst reāla laika determinēta Tjūringa mašīna.
A közelmúltban a kvantumszámítógépek jelentős érdeklődést váltottak ki, ami nem csak potenciális technológiai jelentőségét tükrözi, de komoly kihívást is jelent fizikai megvalósítása. Egy kvantumszámítógép megépítésének nehézsége abban rejlik, hogy olyan fizikai rendszert találjunk, amely rendelkezik a informatikai számításokhoz szükséges nemlineáris kölcsönhatásokkal, és ezzel egyidejűleg vezérelhető is, de nem kapcsolódik olyan erősen a környezethez, hogy a kvantumkoherencia gyorsan elvesszen. Ezért dolgozatom első részében áttekintem egy kvantum-Turing gép főbb részeit és tulajdonságait. A mágneses magrezonancia (NMR) spektroszkópia sokáig vezető szerepet játszott abban, hogy kis méretben viszonylag egyszerű eszköze legyen a technológia demonstrálásának. A Bell-egyenlőtlenségek által leírt két kvantumos rendszer létrehozásával, egyszerű kvantum logikai áramkörök és logikai kapuk kialakításával és effektív tiszta állapotok megvalósításával olyan kísérletek hajthatóak végre, amelyekkel a kvantumösszefonódás és ennek hatása vizsgálható. Ezeknek a kísérleteknek a szimulálásával a kvantummechanika jobban megérthető és segítik az elméleti hátteret mélyebben megismerni. Így a második felében a dolgozatomnak ezeknek a technikáknak a sajátosságait vettem át.