Atomi léptékű gyémánthibákat sikerült célzottan módosítani ultraibolya lézerimpulzusok segítségével a kvantum qubitek károsítása nélkül. A drágakövek értéke a mindennapi életben a tökéletes tisztaságból ered, a kvantumtechnológiában viszont éppen a kristályrács apró hibái hordozzák az igazi értéket. A legújabb kutatások megmutatták, hogy a gyémánthibák kvantum tulajdonságai úgy is finomhangolhatók, hogy a szomszédos információtároló egységek nem szenvednek károsodást.
Irányított optikai gerjesztés a kristályrácsban
A kvantumszámítógépek és a különlegesen érzékeny kvantumszenzorok építéséhez használt gyémántokban az úgynevezett nitrogén-vakancia (NV) centrumok kulcsszerepet játszanak. Ezek a hibák akkor keletkeznek, amikor egy nitrogénatom és egy szomszédos üres rácspont váltja fel a szénatomokat a kristályban. Az ilyen struktúrák stabil qubitként működnek, de a gyártási és módosítási eljárások során a környező szerkezet gyakran nemkívánatos módon torzul. A kutatók most 266 nanométeres hullámhosszúságú, nanomásodperces ultraibolya lézerimpulzusokkal sugároztak be szintetikus gyémántmintákat. A cél a gyémánthibák kvantum állapotának és a rácsszerkezet helyi módosításának vizsgálata volt anélkül, hogy a teljes kristály felhevülne.
Szelektív szabályozás a stabilabb kvantumeszközökért
A kísérletek igazolták, hogy a lokalizált ultraibolya impulzusok képesek szelektíven befolyásolni egyes specifikus hibatípusokat. Ez a precizitás elengedhetetlen ahhoz, hogy a jövőben több tízezer működőképes qubitet integráljanak egyetlen gyémántalapú kvantumcsipre. A módszerrel finomhangolhatók a kristály optikai és mágneses jellemzői, ami közvetlenül növeli az információmegőrzési időt és csökkenti a jeltorzulást.
