Fizycy z Uniwersytetu Humboldta w Berlinie wygenerowali i wykryli fotony
Naukowcy zintegrowali poszczególne kubity (kwantowebity) w zoptymalizowane nanostruktury diamentowe. Są tysiąc razy cieńsze od ludzkiego włosa i umożliwiają ukierunkowaną transmisję emitowanych fotonów poprzez światłowód.
Jednym z nich jest wakat w ośrodku NV lub wakacie podstawionym azotemz defektów diamentu, które powstają, gdy atom węgla jest usuwany z sieci krystalicznej, a powstały wakat wiąże się z azotem. We wcześniejszych badaniach naukowcy wykazali, że takie wakaty można wykorzystać jako źródło pojedynczych fotonów.
Ale w produkcji nanostruktur powierzchniamateriał jest uszkadzany na poziomie atomowym, a wolne elektrony wytwarzają niekontrolowany szum dla generowanych cząstek światła. Powoduje fluktuacje częstotliwości fotonów, uniemożliwiając udane operacje kwantowe, takie jak splątanie.
Aby przezwyciężyć to ograniczenie, badaczezastosowali materiał diamentowy o stosunkowo dużej gęstości atomów azotu w sieci krystalicznej. Badania wykazały, że w takim materiale możliwe jest generowanie fotonów o stabilnych częstotliwościach. Chociaż fizyka tego procesu nie jest do końca poznana i wymaga dalszych badań, naukowcy uważają, że duża liczba wakatów podstawionych azotem chroni kwantowe źródło światła przed szumem elektronicznym na powierzchni nanostruktury.
Aby zapewnić transmisję danych z akceptowalnymszybkości komunikacji na duże odległości w sieci kwantowej, wszystkie fotony muszą być gromadzone w światłowodach i przesyłane bez strat. Jednocześnie wszystkie powinny mieć ten sam kolor (ta sama częstotliwość). Badanie potwierdza możliwość przesyłania danych bez szumów. Co więcej, za pomocą tej technologii obecne prędkości komunikacji między rozproszonymi systemami kwantowymi można w przyszłości zwiększyć ponad 1000 razy.
Czytaj więcej:
Nad Włochami rozbłysła czerwona aureola. Teraz wyjaśniono jego charakter
Nazwany sposobem na zmniejszenie apetytu bez operacji
Eksperyment z nasionami chia potwierdza słynny model matematyczny Alana Turinga
Na okładce: Artystyczna ilustracja wykorzystania defektów w diamentach do generowania pojedynczych fotonów. Zdjęcie: HU Berlin, AG Integrierte Quantenphotonik