Des physiciens de l'Université Humboldt de Berlin ont généré et détecté des photons provenant de
Les scientifiques ont intégré des qubits individuels (quantumbits) en nanostructures de diamant optimisées. Ils sont mille fois plus fins qu’un cheveu humain et permettent la transmission dirigée des photons émis à travers la fibre optique.
Le centre NV ou le poste vacant substitué à l'azote en est undes défauts du diamant, qui surviennent lorsqu'un atome de carbone est retiré du réseau cristallin et que la lacune qui en résulte se lie à l'azote. Dans des études antérieures, les scientifiques ont montré que de telles lacunes peuvent être utilisées comme source de photons uniques.
Mais dans la fabrication des nanostructures, la surfacele matériau est endommagé au niveau atomique et les électrons libres créent un bruit incontrôlé pour les particules lumineuses générées. Il provoque des fluctuations de fréquence des photons, empêchant des opérations quantiques réussies telles que l'intrication.
Pour surmonter cette limite, les chercheursutilisé un matériau de diamant avec une densité relativement élevée d'atomes d'azote dans le réseau cristallin. L'étude a montré qu'il est possible de générer des photons avec des fréquences stables dans un tel matériau. Bien que la physique de ce processus ne soit pas complètement comprise et nécessite une étude plus approfondie, les scientifiques pensent qu'un grand nombre de lacunes substituées par l'azote protègent la source de lumière quantique du bruit électronique à la surface de la nanostructure.
Pour assurer la transmission des données avec desvitesses de communication sur de longues distances dans un réseau quantique, tous les photons doivent être collectés dans des fibres optiques et transmis sans perte. En même temps, ils doivent tous avoir la même couleur (la même fréquence). L'étude confirme la capacité de transmettre des données sans bruit. De plus, avec l'aide de cette technologie, les vitesses de communication actuelles entre les systèmes quantiques distribués peuvent être multipliées par plus de 1 000 à l'avenir.
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Sur la couverture : Une illustration artistique de l'utilisation des défauts des diamants pour générer des photons uniques. Image : HU Berlin, AG Integrierte Quantenphotonik