Международная группа исследователей представила методику, позволяющую улавливать до 80% фотонов, испускаемых дефектами в алмазах при комнатной температуре. Прорыв открывает путь к новому поколению квантовых датчиков, средств связи и вычислительных систем.
Учёные из Еврейского университета в Иерусалиме и Университета Гумбольдта в Берлине сообщили о крупном прорыве в работе с NV-центрами в алмазах — дефектами решётки «азот–вакансия», которые способны выступать в роли кубитов или датчиков. Эти центры легко переводятся в состояние суперпозиции и демонстрируют квантовую запутанность под действием света или микроволн, что делает их ключевыми для развития квантовых технологий.
Раньше значительная часть излучаемых NV-центрами фотонов терялась, снижая эффективность устройств. Новый метод, описанный в журнале APL Quantum, использует гибридные наноантенны в форме мишени для дартса. Они состоят из слоёв металла и диэлектриков, в которые встроены наноалмазы с NV-центрами. Такая конструкция позволяет направлять до 80% света в нужное русло — показатель, который в несколько раз превосходит прежние результаты.
Техническое решение основано на интеграции NV-центров в чипы и одновременном усилении и фокусировке сигнала. Наноантенны действуют как миниатюрные оптические линзы, повышая яркость и уменьшая потери. При этом система работает при комнатной температуре и не требует криогенного охлаждения, что упрощает внедрение и снижает затраты.
По словам профессора Кармиэля Рапапорта из Еврейского университета, эта работа приближает практическое применение квантовых устройств. Его коллега Йонатан Любецки подчеркнул, что особенно важной стала простота дизайна, ориентированного на чипы, и возможность работы без охлаждения, что облегчает интеграцию в реальные системы.
Новая технология открывает широкие перспективы для квантовой связи, медицины, навигации и материаловедения. Она также способна ускорить разработку компактных квантовых компьютеров, которые будут работать на чипах и масштабироваться под практические задачи.
Читать далее:
Наша Вселенная прибыла из другого мира: теория мироздания оказалась неверна?
Сверхзвуковой «Конкорд» возвращается: почему в США поменяли мнение о самолете
Новый вирус пугает пользователей соцсетей: «горло будто порезали лезвием»
Обложка: freepik
