Físicos da Universidade Humboldt em Berlim geraram e detectaram fótons de
Os cientistas integraram qubits individuais (quantumbits) em nanoestruturas de diamante otimizadas. São mil vezes mais finos que um fio de cabelo humano e permitem a transmissão direcionada dos fótons emitidos através da fibra óptica.
Centro NV ou vaga substituída por nitrogênio é umde defeitos de diamante, que surgem quando um átomo de carbono é removido da rede cristalina e a vacância resultante se liga ao nitrogênio. Em estudos anteriores, os cientistas demonstraram que essas vagas podem ser usadas como fonte de fótons únicos.
Mas na fabricação de nanoestruturas, a superfícieo material é danificado no nível atômico e os elétrons livres criam um ruído descontrolado para as partículas de luz geradas. Causa flutuações de frequência de fótons, impedindo operações quânticas bem-sucedidas, como emaranhamento.
Para superar essa limitação, os pesquisadoresusou um material de diamante com uma densidade relativamente alta de átomos de nitrogênio na rede cristalina. O estudo mostrou que é possível gerar fótons com frequências estáveis em tal material. Embora a física desse processo não seja completamente compreendida e exija mais estudos, os cientistas acreditam que um grande número de lacunas substituídas por nitrogênio protege a fonte de luz quântica do ruído eletrônico na superfície da nanoestrutura.
Para garantir a transmissão de dados comvelocidades de comunicação em longas distâncias em uma rede quântica, todos os fótons devem ser coletados em fibras ópticas e transmitidos sem perda. Ao mesmo tempo, todos devem ter a mesma cor (a mesma frequência). O estudo confirma a capacidade de transmitir dados sem ruído. Além disso, com a ajuda dessa tecnologia, as velocidades de comunicação atuais entre sistemas quânticos distribuídos podem ser aumentadas em mais de 1.000 vezes no futuro.
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Na capa: Uma ilustração artística do uso de defeitos em diamantes para gerar fótons individuais. Imagem: HU Berlin, AG Integrierte Quantenphotonik