Fysikere fra Humboldt-universitetet i Berlin har generert og oppdaget fotoner fra
Forskere har integrert individuelle qubits (kvantebits) inn i optimaliserte diamant nanostrukturer. De er tusen ganger tynnere enn et menneskehår og tillater rettet overføring av utsendte fotoner gjennom optisk fiber.
NV-senter eller nitrogensubstituert ledig stilling er enfra diamantdefekter, som oppstår når et karbonatom fjernes fra krystallgitteret og den resulterende ledigheten binder seg til nitrogen. I tidligere studier har forskere vist at slike ledige stillinger kan brukes som en kilde til enkeltfotoner.
Men i produksjonen av nanostrukturer, overflatenmateriale er skadet på atomnivå, og frie elektroner skaper ukontrollert støy for de genererte lyspartiklene. Det forårsaker fotonfrekvenssvingninger, og forhindrer vellykkede kvanteoperasjoner som sammenfiltring.
For å overvinne denne begrensningen, forskerebrukt et diamantmateriale med relativt høy tetthet av nitrogenatomer i krystallgitteret. Studien viste at det er mulig å generere fotoner med stabile frekvenser i et slikt materiale. Selv om fysikken i denne prosessen ikke er fullstendig forstått og krever ytterligere studier, mener forskere at et stort antall nitrogensubstituerte ledige stillinger beskytter kvantelyskilden mot elektronisk støy på overflaten av nanostrukturen.
For å sikre dataoverføring med akseptabelkommunikasjonshastigheter over lange avstander i et kvantenettverk, må alle fotoner samles i optiske fibre og overføres uten tap. Samtidig skal de alle ha samme farge (samme frekvens). Studien bekrefter evnen til å overføre data uten støy. Dessuten, ved hjelp av denne teknologien, kan dagens kommunikasjonshastigheter mellom distribuerte kvantesystemer økes med mer enn 1000 ganger i fremtiden.
Les mer:
En rød glorie blusset opp over Italia. Nå har dens natur blitt forklart
Kåret til en måte å redusere appetitten uten kirurgi
Chia frøeksperiment bekrefter Alan Turings berømte matematiske modell
På omslaget: En kunstnerisk illustrasjon av bruken av defekter i diamanter for å generere enkeltfotoner. Bilde: HU Berlin, AG Integrierte Quantenphotonik