В NV-вакансіях алмазів виявили нові корисні властивості для квантових технологій

Дослідники з Сіті-коледжу Нью-Йорка продемонстрували, як квантовий випромінювач — азотно-заміщена вакансія (NV-центр) у алмазі — несподівано взаємодіє зі спеціально створеною фотонною структурою, коли його переміщують за допомогою сканувального зонда.

Те, що раніше вважалося недоліком NV-центрів — широкий та «шумний» спектр випромінювання, — виявилося перевагою. Саме ця особливість дала змогу реалізувати новий тип зчеплення, який змінює характеристики світла у незвичний спосіб. 

Відкриття має фундаментальне значення для квантових інформаційних технологій, адже може допомогти подолати такі проблеми, як спектральна дифузія, а також відкрити шлях до створення надійного спін–фотонної та спін–спінової сплутаності на чипах.

Водночас робота демонструє нові можливості для сенсорів: аналізуючи випромінювання NV-центрів, команда змогла відновити детальні поляризаційно-розділені зображення фотонних мод із високою контрастністю.

«Окрім фотонних структур, така чутливість до поляризації може бути застосована й для виявлення хіральних молекул, що мають ключове значення для біології та медицини», — зазначив керівник дослідження професор фізики Карлос А. Мерілес.

Він додав, що подальші дослідження розвиватимуться у двох напрямах: глибше вивчення взаємодії квантових випромінювачів зі структурами та створення нових сенсорних застосунків на основі тих самих принципів.

Нагадаємо, дослідники з NYU Tandon розробили новий підхід до виготовлення квантового обладнання, що дозволяє використовувати ширший спектр надпровідних матеріалів.