Японские и европейские физики создали источник единичных фотонов на основе дефекта в алмазе, работающий при комнатной температуре. Статья ученых появилась в журнале Nature Photonics.
В рамках работы рассматривались особые дефекты, именуемые NV-центрами, или азотно-замещенными вакансиями в алмазе. Это класс так называемых точечных дефектов, состоящих из связанных (в квантовом смысле) дырки на месте одного из атомов углерода и атома азота. Он довольно популярен у ученых - в конце ноября 2011 года, например, с помощью такого NV-центра было предложено изучать магнитные поля отдельных атомов.
Алмазы с такими дефектами помещали на двухслойную подложку, состоящую из слоя чистого алмаза и слоя легированного бором и фосфором алмаза. К подложке были подведены электроды. Когда на них подавался электрический ток, на поверхности подложки наблюдались точечные источники света ровно в тех местах, где располагались дефектные алмазы.
Проанализировав динамику электролюминесценции (в том числе и с помощью компьютерного моделирования), ученые пришли к выводу, что она возникает непосредственно в NV-центре. Физики говорят, что благодаря этому такие источники света могут быть уменьшены. К еще одним плюсам таких источников относится то, что они работают при комнатной температуре в отличие от других источников, которые обычно требуют охлаждения до почти абсолютного нуля.
Источники отдельных фотонов могут пригодиться при создании квантовых компьютеров. Недавно, например, физики создали универсальный канал для работы таких вычислительных машин. Этот канал представляет собой оптический кабель, с расположенными на концах ловушками с атомами рубидия внутри. Для передачи квантовых сообщений в такой системе используются отдельные фотоны, которые запускают внутрь оптической ловушки.