У Сполучених Штатах винайшли новий спосіб виявлення дефектів у алмазах, що містять бор і кисень, повідомляє ScienceDaily.

У Сполучених Штатах вчені з Прінстонської лабораторії фізики плазми Міністерства енергетики створили новий обчислювальний підхід, який дозволяє швидше виявляти алмазні матеріали, що можуть використовуватися в квантових комп'ютерах та високочутливих сенсорах. Цей метод вже продемонстрував свою ефективність у виявленні перспективних дефектів у кристалах, що містять бор та кисень, як повідомляє ScienceDaily.

Кубічні структури в недосконалостях кристалів

Ідеальний алмазний кристал сам по собі не є достатнім для формування квантової системи. Цінні властивості можуть проявлятися завдяки дефектам: відсутності атома вуглецю, заміні його на інший елемент або комбінації цих змін. Атоми, що оточують дефект, можуть формувати кубіти, які є основними одиницями для зберігання та обробки квантової інформації.

Алмазні матеріали викликають інтерес завдяки своїм особливим квантовим властивостям, які можуть зберігатися навіть при кімнатній температурі. У той час як більшість інших потенційних матеріалів для квантових технологій вимагають дуже низьких температур для ефективного функціонування.

Дізнайтеся більше свіжих новин, підписавшись на наш Telegram-канал UA.News.

Обчислення для компактної території

Автор методу, Марк Мартірез, запропонував альтернативний підхід: замість моделювання великої частини алмазної структури, він рекомендує виділити область з 16-30 атомами навколо дефекту і розглядати цю ділянку як окрему молекулу. Цей підхід дозволяє використовувати обчислювальні методи квантової хімії, які розроблялися протягом багатьох років, а також знижує складність обчислень.

За допомогою нового підходу команда може швидше аналізувати реакцію різних кубітів на лазерне світло та мікрохвильові імпульси. Дефекти з киснем можуть випромінювати синє світло, а дефекти з бором -- ультрафіолетове. Науковці припускають, що відмінні оптичні властивості дозволять поєднувати кілька типів кубітів в одному пристрої та звертатися до одних із них, не впливаючи на інші.

Результати дослідження опублікували в журналі ACS Central Science. Роботу профінансували в межах програми лабораторних досліджень і розробок PPPL, а також за підтримки Управління науки Міністерства енергетики США.