베를린 훔볼트 대학의 물리학자들은 다음과 같은 광자를 생성하고 감지했습니다.
과학자들은 개별 큐비트(양자)를 통합했습니다.비트)를 최적화된 다이아몬드 나노구조로 만듭니다. 그들은 인간의 머리카락보다 천 배 더 얇으며 광섬유를 통해 방출된 광자를 직접 전송할 수 있습니다.
NV 센터 또는 질소 치환 공석은 하나입니다결정 격자에서 탄소 원자가 제거되고 그 결과로 생긴 공극이 질소와 결합할 때 발생하는 다이아몬드 결함으로 인해 발생합니다. 이전 연구에서 과학자들은 그러한 빈 공간이 단일 광자의 원천으로 사용될 수 있음을 보여주었습니다.
그러나 나노구조체 제조에서 표면은재료는 원자 수준에서 손상되고 자유 전자는 생성된 광 입자에 대해 제어되지 않은 노이즈를 생성합니다. 광자 주파수 변동을 일으켜 얽힘과 같은 성공적인 양자 작업을 방지합니다.
이러한 한계를 극복하기 위해 연구자들은결정 격자에 질소 원자의 밀도가 상대적으로 높은 다이아몬드 재료를 사용했습니다. 이 연구는 그러한 물질에서 안정적인 주파수를 가진 광자를 생성하는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다. 이 프로세스의 물리학이 완전히 이해되지 않고 추가 연구가 필요하지만 과학자들은 많은 수의 질소 치환 공극이 나노 구조 표면의 전자 노이즈로부터 양자 광원을 보호한다고 믿습니다.
허용되는 데이터 전송을 보장하기 위해양자 네트워크에서 장거리 통신 속도를 내기 위해서는 모든 광자를 광섬유에 모아 손실 없이 전송해야 합니다. 동시에 모두 같은 색상(동일한 빈도)을 가져야 합니다. 이 연구는 소음 없이 데이터를 전송할 수 있는 능력을 확인했습니다. 또한 이 기술의 도움으로 분산 양자 시스템 간의 현재 통신 속도를 향후 1,000배 이상 높일 수 있습니다.
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표지: 단일 광자를 생성하기 위해 다이아몬드의 결함을 사용하는 예술적인 삽화. 이미지: HU 베를린, AG Integrierte Quantenphotonik