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
Наука и техника
 — 
00:02 19 апреля 2017
Никола Лемери выступает с публичной лекцией по химии

Достали

Зачем простой аптекарь объявил войну могущественным алхимикам
Первый тур отыграли
В финале президентской гонки во Франции — Ле Пен и Макрон
French Foreign Legionnaires carry the coffin of French politician Yves Guena during an official funeral ceremony at the Hotel des Invalides in Paris, France, March 8, 2016 REUTERS/Charles Platiau TPX IMAGES OF THE DAYУтрата масштаба
Франция рискует стать малой европейской страной
Эрдоган, Аллах и Россия
Стоит ли бояться исламизации Турции
Государства Ближнего Востока: что их ждет в XXI веке?
Эксперты РСМД пытаются предсказать будущее арабской государственности
Столица мира
Повседневная жизнь послевоенного Нью-Йорка
Новые машины для старого «Форсажа»
Современные спорткары в раскраске автомобилей из самого первого «Форсажа»
Полу-шоу-багги-стоппер
Забытые концепт-кары: Porsche Panamericana, предвестник купе-кроссоверов
Быстро и просто
Навещаем Михаила Алешина на самой гламурной гонке Indycar
Зверские пикапы
Пикапы, которые подготовлены для жесточайшего бездорожья
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Шведы поневоле
Исповедь россиянина, живущего в групповой семье
Добро пожаловать в рай
Жилье в Крыму: новую квартиру на полуострове можно купить за миллион рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности