Fyzici z Humboldtovy univerzity v Berlíně vytvořili a detekovali fotony
Vědci integrovali jednotlivé qubity (kvantbitů) do optimalizovaných diamantových nanostruktur. Jsou tisíckrát tenčí než lidský vlas a umožňují přímý přenos emitovaných fotonů optickým vláknem.
NV centrum nebo dusíkem substituované volné místo je jednoz diamantových defektů, které vznikají, když se z krystalové mřížky odstraní atom uhlíku a vzniklá vakance se naváže na dusík. V předchozích studiích vědci prokázali, že taková volná místa lze využít jako zdroj jednotlivých fotonů.
Ale při výrobě nanostruktur, povrchmateriál je poškozen na atomární úrovni a volné elektrony vytvářejí nekontrolovaný šum pro generované světelné částice. Způsobuje kolísání frekvence fotonů, což brání úspěšným kvantovým operacím, jako je zapletení.
Aby toto omezení překonali, výzkumnícipoužil diamantový materiál s relativně vysokou hustotou atomů dusíku v krystalové mřížce. Studie ukázala, že v takovém materiálu je možné generovat fotony se stabilními frekvencemi. Přestože fyzika tohoto procesu není zcela pochopena a vyžaduje další studium, vědci se domnívají, že velké množství dusíkem substituovaných volných míst chrání kvantový zdroj světla před elektronickým šumem na povrchu nanostruktury.
Aby byl zajištěn přenos dat s přijatelnýmkomunikační rychlosti na velké vzdálenosti v kvantové síti musí být všechny fotony shromážděny v optických vláknech a přenášeny beze ztrát. Zároveň by všechny měly mít stejnou barvu (stejnou frekvenci). Studie potvrzuje schopnost přenášet data bez šumu. S pomocí této technologie lze navíc současnou komunikační rychlost mezi distribuovanými kvantovými systémy v budoucnu zvýšit více než 1000krát.
Přečtěte si více:
Nad Itálií se rozzářilo červené halo. Nyní byla jeho povaha vysvětlena
Pojmenován způsob, jak snížit chuť k jídlu bez operace
Experiment se semínky chia potvrzuje slavný matematický model Alana Turinga
Na obálce: umělecká ilustrace využití defektů v diamantech ke generování jednotlivých fotonů. Obrázek: HU Berlin, AG Integrierte Quantenphotonik