Harvardi Ülikooli teadlaste töö viis sammu lähemale kvantinfovõrgu loomisele

Harvardi Ülikooli teadlastel õnnestus hõbedaga kaetud väikestest teemantsammastest  footon haaval valgust kiirata. Teadussaavutus on oluline samm edasi kvant-informatsioonvõrkude, milles infokandjaks on elektroni spinn ja edastajaks footon, arengus.

Harvardi Ülikooli elektrotehnika dotsendi Marko Lončari töörühma arendatud seade koosneb paralleelsetest hõbeda kihiga kaetud nano (10^-9m) suurusjärgu teemantsammaste ridadest.

Töörühma valmistatud teemandeis asendati võrestruktuuri teatud süsiniku aatomid lämmastiku aatomitega. Lämmastiku defektid põhjustavad kristalli kollaka värvuse. Vahel juhtub, et lämmastiku aatomi kõrval tekib võres vakants. Iga lämmastikuga seotud vakants töötab punasele värvusele vastaval lainepikkusel pea ideaalse kvantkiirgurina, seda ka toatemperatuuril.

Lončari sõnul on vakantsidest värvitsentrid (color center) kvantinformatsiooni töötluse seisukohalt olulised, sest võimaldavad valguse toimel informatsiooni talletada ja lugeda.

Teadusrühma valmistatud teemantsammastes on negatiivse laenguga lämmastikvakantsid, mis suudavad valgust neelata ja selle energia määratud ajaks talletada. Energia vabastatakse footon haaval. Töö autorite sõnul on footonite kiirgumise sagedust võimalik hoolikal vakantsi modelleerimisel mõjutada, ent täpse kontrollini veel jõutud ei ole. Lisaks on probleeme värvitsentri spinnile informatsiooni salvestamisega ja võrestruktuurist kiirguvate footonite kogumisega.

Varasem Lončar töörühma lahendus informatsioonifootonite püüdmisel ja vahendamisel oli teemant-nanojuhtmete kasutamine. Uue teadustöö raames kaeti teemant-torud hõbeda kihiga ja muudeti nende laiust. Hõbeda kiht käitub optilise nanoresonaatorina, mis loob teemantsamba ümber tugeva elektrivälja. Elektrivälja kaudu on võimalik footonite kiirgumise sagedust kontrollida.

Allikas: PhysOrg