Международная команда во главе с Александром Holleitner и Джонатан Финли, физики в Техническом университете Мюнхена (Тум), успешно разместив источники света в атомно-тонких слоев материала с точностью в несколько нанометров. Новый метод позволяет для множества применений в квантовых технологий, начиная от квантовой датчики и транзисторы в смартфонах с помощью новых технологий шифрования для передачи данных.
Предыдущие схемы на микросхемах полагаться на электроны в качестве носителей информации. В будущем, фотонов, которые передают информацию со скоростью света, будет способен взять на себя эту задачу в оптических цепях. Квантовые источники света, которые затем соединяются с квантовыми волоконно-оптических кабелей и детекторы необходимы как базовые блоки для таких новых фишек.
Международная команда во главе с Тум физики Александр Holleitner и Джонатан Финли уже преуспели в создании таких квантовых источников света в атомно-тонких слоев материала и располагая их с точностью до нанометра.
Первым шагом на пути оптических квантовых компьютеров
«Это является первым ключевым шагом на пути оптических квантовых компьютеров», — говорит Юлиана Кляйн, ведущий автор исследования. «Потому что для будущих приложений источники света должны сочетаться с фотоном цепях, волноводах например, для того чтобы сделать света на основе квантовых вычислений возможно».
Критической точкой здесь является точной и управляемой размещение источников света. Это позволило создать квантовые источники света в обычных трехмерных материалов, например, алмаза или кремния, но они не могут быть размещены именно в этих материалах.
Детерминированные дефекты
Физики затем используется слой полупроводника дисульфида молибдена (MoS2) в качестве исходного материала, всего в три атома толщиной. Они облучали с гелиевого ионного пучка, который они сосредоточены на площади менее одного нанометра.
Для того чтобы произвести оптически активных дефектов, нужные квантовые источники света, молибдена и атомов серы точно забил из слоя. Дефекты являются ловушками для так называемых экситонов, электронно-дырочных пар, который затем выделяют нужные фотоны.
Технически, новый гелиевый ионный микроскоп в центре Вальтера Шоттки Институт нанотехнологий и наноматериалов, которые могут быть использованы для облучения такого материала с беспрецедентным пространственным разрешением, имеет решающее значение для этого.
На пути к новым источникам света
Вместе с теоретиками в Тум, Общества Макса Планка и Университета Бремена, группа разработала модель, которая также описывает энергетические состояния наблюдается на недостатки в теории.
В будущем исследователи также хотят создать более сложные узоры источник света, в боковых двухмерного например, решетчатые структуры, чтобы таким образом также исследования Multi-экситонных явлений или экзотические свойства материала.
Это экспериментальная ворота в мире, которые уже давно описаны в теории в контексте так называемого Бозе-Хаббарда модель, которая стремится учитывать сложные процессы в твердых телах.
Квантовые датчики, транзисторы и безопасное шифрование
И там могут быть успехи не только в теории, но и с учетом возможных технологических разработок. Поскольку источники света всегда имеют один и тот же базовый дефект в материале, они теоретически неразличимы. Это позволяет приложениям, основанным на квантово-механическому принципу запутывания.
«Возможно интегрировать наши квантовые источники света очень элегантно в фотонных цепей», — говорит Кляйн. «Благодаря высокой чувствительности, например, можно построить квантовые сенсоры для смартфонов и разработать максимально безопасные технологии шифрования для передачи данных».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!