Учёные из Оксфорда, Кембриджа и Манчестера разработали уникальную технологию точного создания квантовых дефектов в алмазах, что открывает новые горизонты для квантовых технологий, сообщает Innovanews. Исследователи впервые смогли не только формировать одиночные квантовые центры в алмазной решётке, но и наблюдать процесс их активации в реальном времени, что является значительным прорывом в области квантовой физики и материаловедения.
В своей работе, опубликованной в журнале Nature Communications, команда учёных применила двухэтапный метод, который позволяет с высокой точностью внедрять атомы олова в синтетический алмаз и активировать их с помощью сверхкоротких лазерных импульсов. Такой подход обеспечивает контроль над положением и свойствами квантовых дефектов, которые способны выступать в роли квантовых битов — фундаментальных единиц информации в квантовых вычислениях и коммуникациях. Как отметил профессор Джейсон Смит из Оксфорда, теперь возможно не только создавать одиночные оловянно-вакансионные центры, но и наблюдать их формирование, что открывает новые возможности для разработки квантовых устройств.
Квантовые дефекты, в частности оловянные центры, функционируют как спин-фотонные интерфейсы, обеспечивая связь между спинами электронов и фотонами. Это позволяет эффективно передавать и хранить квантовую информацию. До сих пор такие дефекты было сложно размещать и активировать поодиночке, что ограничивало их применение в масштабируемых квантовых системах. Новый метод сочетает ионную имплантацию одиночных атомов олова с лазерным отжигом, который активирует дефекты без повреждения кристаллической структуры алмаза. Доктор Андреас Турн из Кембриджа подчеркнул, что этот подход может быть адаптирован и для других материалов, расширяя возможности квантовой инженерии.
Кроме того, исследователи обнаружили новый тип оловянных дефектов, обозначенный как Type II Sn, что позволяет глубже понять их свойства и поведение. Профессор Ричард Карри из Манчестера отметил, что теперь учёные могут создавать квантовые объекты по запросу, что является ключевым для практического использования квантовых технологий в коммерческих целях.
Разработка открывает перспективы для создания квантового интернета — защищённой сети связи, устойчивой к взлому, а также для объединения квантовых компьютеров в распределённые вычислительные системы, способные решать задачи, недоступные классическим машинам. Кроме того, новые сенсоры на основе таких квантовых дефектов могут значительно повысить чувствительность приборов в медицине и геологоразведке.
Ранее создание квантовых дефектов в алмазах происходило почти случайным образом, что ограничивало контроль над их свойствами и масштабируемостью. Новый метод позволяет размещать квантовые биты с точностью, сравнимой с размещением транзисторов в современных микросхемах. Однако в исследовании пока не раскрыт вопрос о времени сохранения когерентности таких дефектов в реальных условиях, что остаётся важным для практического применения.
«Вояджер-1» движется со скоростью 17 км/с, но не преодолел даже 1 световой день
«Вояджер-1» совершил невероятное путешествие, превзошедшее все ожидания. И вот он вот-вот достигнет еще одной важной вехи. Этот небольшой космический аппарат размером с автомобиль стал первым созданным человеком объектом, вышедшим в…
Марсоход НАСА Curiosity обнаружил на Марсе странные многоугольные структуры
В последнее время марсоходу Curiosity («Кьюриосити») от NASA уделяется меньше внимания, чем более новому и усовершенствованному марсоходу Perseverance. Это, вероятно, и неудивительно, учитывая, что Perseverance в настоящее время исследует кратер…
Ученые разработали модель ИИ, которая считывает поведение животных как язык
Животные не могут объяснить, что они делают и почему. На протяжении десятилетий ученые, изучающие поведение мышей, просматривали длинные видеозаписи и вручную, кадр за кадром, обозначали каждое действие. Работа идёт медленно…
Пострадавший на Кубани, возгорание на Афипском НПЗ и 288 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО в течение прошедшей ночи перехватили и уничтожили 288 украинских беспилотников над российскими регионами и акваториями Азовского и Черного морей, сообщили в Минобороны РФ. Из-за падения обломков БПЛА в…
ВС России нанесли групповые удары по предприятиям ВПК Украины
ВС России ночью нанесли групповые удары, в Киеве поражены предприятия военной промышленности, а в порту Южный Одесской области - объекты инфраструктуры, используемые для хранения горюче-смазочных материалов ВСУ. Об этом сообщили…
ФСБ сорвала попытку теракта с использованием БПЛА на стратегическое предприятие в Подмосковье
ФСБ сорвала массированную атаку беспилотниками на стратегическое предприятие в одном из жилых массивов Подмосковья. Об этом сообщили в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России. ТАСС собрал основное о ЧП. Предотвращение…
Почему Европа не в состоянии защититься от американского хамства
Как бы европейцы ни ненавидели Трампа, как бы ни тяготились своей зависимостью от Америки, они вынуж...
Ученые раскрывают тайны детей инков, замороженных на 500 лет
В 1999 году археологи обнаружили мумифицированных детей инков, в том числе девочку-подростка, котору...
Парадокс нашего времени, молодым человеком могут считать лет до 40, при этом кризис среднего возраста может наступить в 30.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".