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.
MX: Названа привычка, которая ведет к сокращению объёма мозга
У любителей подолгу смотреть телевизор в зрелом возрасте могут развиваться негативные структурные трансформации головного мозга. В ходе нового исследования специалистами были изучены данные почти 1,7 тысячи добровольцев. За испытуемыми вели…
Человеческий мозг может хранить информации в 1000 раз больше, чем считалось
Человеческий мозг ежедневно выполняет триллионы вычислений, потребляя при этом примерно столько же электроэнергии, сколько тусклая лампочка. Несмотря на десятилетия исследований, ученые так и не смогли до конца понять, как оно…
В сердце обнаружили собственный «мини-мозг»
Сердце, как известно, контролируется головным мозгом. Но, как выяснилось, оно имеет и свою уникальную нервную сеть. Эксперименты с грызунами позволили выяснить, как эта внутренняя система помогает поддерживать стабильность органа даже…
Возгорания в Подмосковье, пострадавший в Рязанской области и 356 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО в течение ночи перехватили и уничтожили 356 украинских беспилотников над российскими регионами и акваторией Азовского моря, сообщили в Минобороны РФ. Беспилотник попал в многоквартирный дом в Чехове. Возгорание…
Мирошник: 57 мирных жителей России погибли за неделю от ударов ВСУ
В субъектах РФ 57 мирных жителей погибли за неделю от ударов ВСУ, еще свыше 430 получили ранения. Об этом сообщил ТАСС посол по особым поручениям МИД России Родион Мирошник. "За…
ВС России ударили еще по двум судам ВСУ в Черном море и порту Николаев
Российские войска утром нанесли удары беспилотниками по судну типа "балкер" с грузами для ВСУ в северо-западной акватории Черного моря, а также поразили килекторное судно в порту Николаев. Об этом сообщили…
Зеленский дразнит Иран ради ублажения одного человека
Впервые за время конфликта с Россией ВСУ нанесли удар по еще одной стране, которая «первой напала на...
Летучие мыши синхронизируют свою эхолокацию, чтобы избежать акустического хаоса
Летучие мыши каждую ночь принимают решения за доли секунды в полной темноте. Они избегают препятстви...
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)".