МОСКВА, 3 августа. /ТАСС/. Ученые из Московского физико-технического института и Национального института оптики (Италия) выяснили, как синтетический алмаз с искусственно созданными дефектами способен стать квантовым излучателем, который можно использовать для создания сверхмощных квантовых компьютеров и в системах квантового шифрования. Об этом сообщает портал "Чердак" с ссылкой на пресс-службу МФТИ.
Исследование, опубликованное в журнале New Journal of Physics, посвящено созданию однофотонных источников с электрической накачкой - устройств, излучающих одиночные фотоны, то есть такие, которые следуют строго друг за другом, а не все одновременно, как, например, из лампы накаливания.
Для квантовых вычислений критически важно оперировать одиночными фотонами, ведь работа квантовых компьютеров основана на использовании отдельных фотонов в качестве единиц информации. Как говорится в исследовании, устройства, которые излучают отдельные фотоны, более чем в тысячу раз повысят энергоэффективность существующих устройств обработки и передачи информации, позволят создать квантовые компьютеры и улучшить существующие сейчас системы квантового шифрования.
Еще недавно наиболее перспективными кандидатами на роль однофотонных источников были квантовые точки (наноразмерные частицы полупроводников), однако они работают лишь при очень низких температурах, и их охлаждение - дорогостоящий процесс, для которого нужен жидкий азот или гелий, отмечается в сообщении.
Но ученые выяснили, что дефекты в кристаллической решетке алмазов, например включения посторонних атомов, кремния или азота, испускают одиночные фотоны, когда через алмаз пропускают электрический ток. Расчеты показали, что алмазные излучатели создают поток фотонов (100 тысяч фотонов в секунду) яркости достаточной, чтобы на порядки повысить скорость передачи информации в сравнении с несовершенными источниками, которые применяются сейчас, при этом алмазные источники фотонов работают при комнатной температуре.
Алмазные излучатели фотонов подойдут для уже существующих систем квантового шифрования вместо "ослабленных лазеров", которые используются там сейчас. Алмазные источники позволяют отправлять именно то количество фотонов, которое нужно, тогда как ослабленные лазеры "стреляют с осечкой", выпуская либо ноль фотонов, либо несколько случайно, а это увеличивает опасность перехвата сигнала злоумышленником.