Ученые используют дефект алмаза для создания квантового компьютера

Команда специалистов из Гарвардского, Калифорнийского и Чикагского университетов смогла использовать азотозамещенную вакансию в алмазе — дефект драгоценного камня — в качестве средства для записи квантовой информации на электронном спине. Более подробно с описанием работы исследователей можно ознакомиться в журнале Applied Physics Letters.

Дефект азотозамещенной вакансии в ядре представляет собой нарушение строения кристаллической решетки алмаза, возникающее при удалении атома углерода из узла решетки и связывании образовавшейся вакансии с атомом азота. Уникальность этого дефекта заключается в том, что его свойства практически аналогичны свойствам атома, «замороженного» в кристаллической решетке алмаза, а это позволяет записывать квантовую информацию на электронном спине ядра.

Ранее исследователи не могли «прочитать» световой сигнал, испускаемый дефектом, так как свет рассеивался по сторонам. Для того чтобы выделить главную информацию сигнала, ученые воспользовались специальной фотонной структурой (photonic cavity), состоящей из микроскопических углублений, которая оказалась способной усилить интенсивность излучения.

Ученые уверены, что в будущем смогут использовать дефект кристаллической решетки алмаза и его сигнал в качества кубита — квантового разряда, являющегося наименьшим элементом хранения информации в квантовом компьютере.