Дефекты в алмазах помогут в создании квантовых компьютеров

Допирование углеродного нанобразца
Допирование углеродного нанобразца

Ученые из США предложили эффективный способ использования азото-замещенных вакансий в алмазе для нужд квантовых вычислений. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Applied Physics Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте издательства AIP Publishing .

Физикам удалось создать новую технику имплантации азото-замещенных вакансий в алмазный образец. Для этого ученые использовали допирование углеродной подложки тонкой азотной пленкой методом, аналогичном термодиффузии. В ходе процедуры допирования толщина слоя азота контролировалась за счет низкой скорости роста пленки, достигающей восьми нанометров в час. Это позволило исследователям ограничить глубину проникновения азота в углеродный материал и таким образом управлять расположением азото-замещенных вакансий в кристалле.

Используя вышеописанную методику, ученым удалось успешно создать азото-замещенные вакансии в углеродном объеме 180 нанометров. Такой нанообъем, по мнению ученых, может быть использован в качестве конструктивной части будущих квантовых электронных систем.

В этих системах, как считают ученые, азото-замещенные вакансии в алмазе могут выступать в качестве физических реализаций кубитов. Время спиновой когерентности для таких объектов превосходит 300 микросекунд, что позволяет дольше удерживать квантовую информацию, связанную с ориентацией спинов в кубитах.

В своей работе физикам удалось добиться необходимой локализации (расположения в нанообъеме) азото-замещенных вакансий и поддерживать необходимый уровень когерентности во времени. Ученые считают, что, кроме квантовой электроники, их работа может найти применение в биофизике при исследованиях процессов фотосинтеза на молекулярном уровне.

Кубит (квантовый бит) является квантовым обобщением классического бита. В отличие от последнего, кроме значений 0 и 1, он может принимать любое промежуточное значение, являющееся суперпозицией базисных состояний (0 и 1). Физическая реализация квантового бита, таким образом, использует любую систему, где такой принцип имеет место быть.

Азото-замещенные вакансии представляет собой дефект кристаллической решетки алмаза, в которой один атом углерода замещен на атом азота. Такое изменение решетки приводит к появлению у алмаза новых свойств, в частности, к управлению спинами в вакансиях при помощи электромагнитных полей (в том числе и света).

Обсудить
Останки Карлоса КастаньоРоман с кокаином
В Колумбии ультраправые наркокартели невероятно жестоко расправляются с леваками
Богемская рапсодия
Жертвоприношения, ритуалы и пьянство в самом закрытом мужском клубе США
Цена ошибки
Неправильно понятая депеша стала причиной начала Корейской войны
Закон, удобный во всех отношениях
Новый пакет санкций нужен США для давления не только на Россию, но и на Европу
Африканский «боярышник»
Как спиваются жители Черного континента
Кто сделал первый кроссовер в мире
Вопрос – один, ответов – минимум семь. Кто же был первым?
Все... сошли с ума
Как в Баку прошла одна из лучших гонок в истории Формулы-1
Автомобильные братья, которых разлучили маркетологи
Одна марка, одна и та же модель, но очень разные машины
Самые качественные машины в мире
Машины каких брендов ездят в сервис реже остальных
Вите надо выйти
Соседи несколько лет травят москвича, который отказывается переселяться
Без свидетелей
Дома для тех, кто ненавидит соседей
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Классовая борьба
На смену дешевым квартирам в Москве пришел новый вид жилья
Да катитесь вы
Семейная пара отказалась от квартиры и поселилась в автобусе