Исследователи разработали новый метод обработки алмазов, который облегчает контроль и производство массивов структурных дефектов кристаллической решетки.
Квантовые компьютеры являются перспективным направлением развития информационных технологий и коммуникаций. Однако основная их проблема заключается в «хрупкости» нужных квантовых состояний частиц, которые достаточно долго и стабильно могут поддерживать всего несколько физических систем. В их число входят атомные дефекты в таких материалах как алмазы, но отсутствие технологий для их изготовления ограничивает прогресс.
Команда ученых из Оксфордского университета недавно представила новый метод для создания кристаллических дефектов в алмазах (азотно-вакансионные центры окраски) путем фокусировки последовательности сверхбыстрых лазерных импульсов. Он предусматривает использование чувствительного флуоресцентного монитора для обнаружения света, испускаемого из фокальной области, позволяя активно контролировать процесс в ответ на наблюдаемый сигнал.
Комбинируя локальное управление и обратную связь, метод облегчает производство массивов из одиночных АВ-центров в каждой точке и позволяет точно контролировать их расположение. Это является ключевым фактором для масштабируемости технологий и разработки интегрированных устройств. Быстрый одношаговый процесс легко автоматизировать, поэтому создание каждого азотно-вакансионныого центра окраски занимает несколько секунд.
Лазерная запись отдельных дефектов в алмазе с выходом, близким к единице.
Ученые ожидают, что предложенный метод будут использовать для изготовления алмазных чипов сантиметрового размера, содержащих 100 тыс. или более АВ-центров, что позволит создать универсальный отказоустойчивый квантовый компьютер.
Недавно мы также сообщали о новом рекорде эффективности квантовой памяти.
текст: Илья Бауэр, фото: Oxford University, firstoptical