إن القدرة الكبيرة لمراكز ألوان الماس، بشكل خاص العيوب الماسية للعناصر الرابعة المشحونة سلبيًا، تُستكشف بشكل متزايد في أبحاث التكنولوجيا الكمومية. قام علماء في جامعة أولم الألمانية مؤخراً بتحقيق تقدم في هذا المجال من خلال استخدام مركز الجيليوم الشاغر (GeV) في الماس لتطوير ذاكرة كمية بزمن تماسك واعد يبلغ أكثر من 20 ميلي ثانية.
بينما تمت دراسة مراكز النيتروجين الشواغر على نطاق واسع، قام الباحثون بتوجيه اهتمامهم إلى العيوب ذات العناصر الرابعة، والتي تتكون من عنصر من عمود العناصر الرابعة في الجدول الدوري وشواغر الشبكة البلورية. لقد أظهرت هذه العيوب انبعاثات أقوى في خط الصفر في الفونون وتظهر تناظر العكسية، مما يجعلها ملائمة للدمج في أجهزة النانوفوتونيات لشبكات الكم الفعالة.
يتركز فريق البحث في جامعة أولم على تطوير عقد الشبكة الكمية مع واجهات فعالة بين الدوران والفوتون وأوقات ذاكرة ممتدة. تجاوز التحديات المتعلقة بالاسترخاء الذي تسببه الفونون وضوضاء الدوران أمر حاسم لتحقيق أنظمة كمية باستخدام عيوب الماس ذات العناصر الرابعة.
لمعالجة هذه التحديات، قام الباحثون بتوظيف استراتيجية مزدوجة. أولاً، استخدموا ثلاجة التخفيف لتحقيق درجات حرارة منخفضة للغاية ، والتي تقلل من التأثير الضار للفونون على المعلومات الكمية. ثانيًا، نفذوا تركيز دوراني باستخدام نبضات ميكروويف ورتب سلاسل النبضات لفصلها عن ضجيج الدوران وإدارة الحرارة المقدمة. قدمت المحاكاة أورنستاين – أولينبك تفاصيل حول ديناميكيات الضوضاء وسهلت اكتشاف تسلسلات توازن التركيز الدوراني، وفواصل الحوسبة وإدارة الحرارة.
تم اختبار الذاكرة الكمية المقترحة من خلال التجارب والمحاكاات، حيث أظهرت التحكم الكفوء في الدوران لـ GeV عند درجات حرارة ميلي كلفن. تمتلك الطريقة الشاملة التي قدمها الباحثون القدرة على تحسين أداء الذاكرة الكمية لظروف تجريبية متنوعة وعيوب الماس الأخرى ذات العناصر الرابعة.
تسهم هذه الأبحاث في تطوير شبكات الكم التي تمكّن من التواصل الكمي على مسافات طويلة والحوسبة الكمية الموزعة. من خلال دفع حدود تقنيات الذاكرة الكمية، يسلط العلماء الطريق نحو التطبيقات العملية للأنظمة الكمية في المستقبل.
The source of the article is from the blog exofeed.nl