Ученые приблизили создание квантовых технологий

Совместное исследование российских и немецких специалистов дало новые данные о спиновых взаимодействиях в двумерных материалах. По информации Минобрнауки РФ, результаты работы могут быть использованы как фундамент для разработки нового поколения квантовых сенсоров, вычислительных систем и технологий связи.



Двумерные материалы представляют собой тончайшие слои, где атомы соединены прочными ковалентными связями, а между слоями действуют слабые силы.

Особый интерес вызвал гексагональный нитрид бора hBN, известный как «белый графен». В нем обнаружен дефект - отрицательно заряженная вакансия бора VB-, обладающая триплетным электронным спиновым состоянием и рекордной степенью оптической поляризации - почти 100% при комнатной температуре.

Ученые исследовали взаимодействие VB-дефекта с удаленными ядерными магнитными моментами. Эксперименты показали возможность детектировать и анализировать ядерные спины на значительном расстоянии от центра дефекта, а также описали их связь с электронным спином.

Для работы применяли импульсную спектроскопию электронного парамагнитного резонанса, двойной электронно-ядерный резонанс на частоте 94 ГГц и квантово-химические расчеты. Это позволило локализовать удаленные ядерные спины атомов азота и уточнить характер их взаимодействия.

По словам исследователей, результаты открывают перспективы создания сверхчувствительных сенсоров, способных фиксировать отдельные спины, а также спин-фотонных интерфейсов и квантовых процессоров. Эти технологии будут востребованы в биомедицине, материаловедении и квантовой информатике.

Читайте также: