Ученые стали на шаг ближе к квантовому интернету
Впечатление художника о центрах дефектов в алмазных наноструктурах. Их можно использовать как квантовые биты. Благодаря квантовой запутанности информация может храниться в испускаемых одиночных фотонах и передаваться по оптическим волокнам в будущем квантовом интернете. Фото: HU Berlin / AG Integrierte Quantenphotonik
Алмазный материал имеет большое значение для будущих технологий, таких как квантовый интернет. Специальные дефектные центры в алмазных наноструктурах могут использоваться в качестве кубитов и излучать отдельные световые частицы, называемые одиночными фотонами, пишет Phys.org.
Чтобы обеспечить передачу данных с приемлемыми скоростями связи на большие расстояния в квантовой сети, все фотоны должны собираться в оптических волокнах и передаваться без потерь. Также необходимо убедиться, что все эти фотоны имеют одинаковый цвет, то есть одинаковую частоту. Выполнить эти требования было невозможно. До сих пор.
Группе исследователей из Университета Гумбольдта в Берлине и Института Фердинанда Брауна удалось генерировать фотоны со стабильными частотами, испускаемые квантовыми источниками света, или, точнее, азотно-вакансионными дефектными центрами в алмазных наноструктурах. Это стало возможным благодаря тщательному выбору алмазного материала, сложным методам нанопроизводства и специальным протоколам экспериментального контроля.
Ученые интегрировали отдельные кубиты в оптимизированные алмазные наноструктуры. Эти структуры в 1000 раз тоньше человеческого волоса. Они позволяют направленно передавать излучаемые фотоны в стеклянные волокна. За счет них текущие скорости связи между пространственно-разделенными квантовыми системами в перспективе могут быть увеличены более чем в 1000 раз — важный шаг на пути к будущему квантовому интернету.
Посмотрите на лучшие изобретения и гаджеты 2022 года по версии Time:
