Fyzici z Humboldtovej univerzity v Berlíne vytvorili a detegovali fotóny z
Vedci integrovali jednotlivé qubity (kvantbitov) do optimalizovaných diamantových nanoštruktúr. Sú tisíckrát tenšie ako ľudský vlas a umožňujú priamy prenos emitovaných fotónov cez optické vlákno.
NV centrum alebo dusíkom substituované voľné miesto je jednoz defektov diamantu, ktoré vznikajú, keď sa z kryštálovej mriežky odstráni atóm uhlíka a vzniknutá vakancia sa naviaže na dusík. V predchádzajúcich štúdiách vedci ukázali, že takéto voľné miesta možno využiť ako zdroj jednotlivých fotónov.
Ale pri výrobe nanoštruktúr, povrchmateriál je poškodený na atómovej úrovni a voľné elektróny vytvárajú nekontrolovaný šum pre generované svetelné častice. Spôsobuje kolísanie frekvencie fotónov, čím bráni úspešným kvantovým operáciám, ako je zapletenie.
Na prekonanie tohto obmedzenia výskumnícipoužil diamantový materiál s relatívne vysokou hustotou atómov dusíka v kryštálovej mriežke. Štúdia ukázala, že v takomto materiáli je možné generovať fotóny so stabilnými frekvenciami. Hoci fyzika tohto procesu nie je úplne pochopená a vyžaduje si ďalšie štúdium, vedci sa domnievajú, že veľké množstvo voľných miest nahradených dusíkom chráni zdroj kvantového svetla pred elektronickým šumom na povrchu nanoštruktúry.
Na zabezpečenie prenosu údajov s prijateľnýmkomunikačné rýchlosti na veľké vzdialenosti v kvantovej sieti musia byť všetky fotóny zhromaždené v optických vláknach a prenášané bez straty. Zároveň by mali mať všetky rovnakú farbu (rovnakú frekvenciu). Štúdia potvrdzuje schopnosť prenášať dáta bez šumu. Navyše, pomocou tejto technológie je možné súčasné komunikačné rýchlosti medzi distribuovanými kvantovými systémami v budúcnosti zvýšiť viac ako 1000-krát.
Čítaj viac:
Nad Talianskom sa rozhorela červená svätožiara. Teraz bola vysvetlená jeho povaha
Pomenovaný spôsob, ako znížiť chuť do jedla bez operácie
Experiment so semienkami chia potvrdzuje slávny matematický model Alana Turinga
Na obálke: Umelecká ilustrácia využitia defektov v diamantoch na generovanie jednotlivých fotónov. Obrázok: HU Berlin, AG Integrierte Quantenphotonik