Ученые создали еще один стандартный блок для построения квантовых сетей будущего

da8071e93c3dc12539d7790efcc74817

Eщe oднa нoвaя мeтoдикa пoстрoeния квaнтoвыx сeтeй пeрeдaчи дaнныx былa рaзрaбoтaнa кoмaндoй учeныx из Калифорнийского технологического университета, компании Hewlett Packard и Вашингтонского университета. В оптических квантовых сетях информация передается с через единичных фотонов света, что позволяет выполнить обработку информации в капитал раз быстрее, чем это возможно на нынешний день. И одним из ключевых элементов таких высокоскоростных сетей и квантовых компьютеров может стать новое квантовое исполнение на основе атома азота в кристалле алмаза, совмещенное с оптическим резонатором и оптическим волноводом. При необходимости такое универсальное элемент может стать ячейкой памяти или элементарным логическим элементом, квантовым битом, с через которого будет выполняться обработка квантовой информации.

Включение одного атома азота в кристаллическую решетку алмаза приводит к появлению дефекта кристаллической решетки, выражающегося в отсутствии одного атома углерода поближе с атомом азота. Этот дефект имеет свойства отдельной частицы, способной к проявлению фотолюминесценции, поглощению фотона света и дальнейшему излучению нового фотона с определенной длиной волны и прочими характеристиками.

Фотонный бит на основе азотной вакансии работает при температуре поблизости 10 градусов по шкале Кельвина. Для инициации явления фотолюминесценции используется аристократия зеленого лазера, а оптический фотонный волновод позволяет сосредоточить получающиеся запутанные фотоны света в необходимом направлении. Все квантовое уклад в целом изготовлено внутри алмазной мембраны, толщиной 300 нанометров.

Испускаемые в результате фотолюминесценции фотоны пока особенны тем, что они запутаны на квантовом уровне с азотной псевдо-частицей в кристалле алмаза. К сожалению, используя традиционные нормальные источники света возможности (мочи) нет получить фотон, запутанный с самим источником света. Такое уникальное сторона азотной вакансии в алмазе позволяет реализовать совершенно новые технологии квантовой передачи и обработки информации.

«Одной из основных задач квантовой фотоники является создание сетей передачи данных, в которых квантовые оптические приемо-передатчики связываются кореш с другом посредством запутанных с ними фотонов» — рассказывает учитель Андрей Фараон, один из ведущих ученых данного проекта, — «Этой работой автор этих строк демонстрируем первый шаг на пути создания квантовых сетей и квантовых компьютеров, основанных сверху совершенно новых принципах. Основой этих принципов является пересылка информации с помощью фотонов и единичных азотных вакансий, соединенных с оптическим резонатором и волноводом. Пишущий эти строки надеемся, что многочисленные такие квантовые устройства станут «элементарными кирпичиками» из которых будут создаваться сложные квантово-фотонные узы на поверхности единственных чипов».

«Все преимущество разработанных нами элементарных квантовых устройств состоит в волюм, что их беспрепятственно можно изготавливать в любых больших количествах. До самого последнего времени все попытки создать квантовые устройства пригодные интересах массового производства не выходили за пределы лабораторий, оставаясь всего-навсего только научными изысканиями. Нам удалось пробиться черезо этот барьер, но нам предстоит проделать до сей поры немало работ, прежде чем наши квантовые устройства смогут основательно работать при более высокой температуре».