Квантовые физики нашли способ использовать во благо дефекты в алмазах

Метод, позволяющий использовать азото-замещённые вакансия в алмазе для нужд квантовых вычислений, предложила группа американских учёных под руководстовм Давида Аушалома (David D. Awschalom) из Чикагского университета, передаёт Lenta.ru со ссылкой на журнал Applied Physics Letters.

Физикам удалось создать новую технику имплантации азото-замещённых 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 – азото-замещенные вакансии в алмазе могут выступать в качестве физических реализаций кубитов (квантовых битов). Время спиновой когерентности для таких объектов превосходит 300 микросекунд, что позволяет дольше удерживать квантовую информацию, связанную с ориентацией спинов в кубитах.

Азото-замещенная вакансия представляет собой дефект кристаллической решетки алмаза, в которой один атом углерода замещен на атом азота.