铒原子首次集成到硅晶体内
有看成为将来量子网络的抱负元件
铒原子首次集成到硅晶体内
科技日报北京11月9日电 (记者刘霞)德国科学家首次将拥有特殊光学特征的铒原子集成到硅晶体内，这些原子可经由过程通讯领域经常使用的光毗连起来，使其成为将来量子网络的抱负构建块。最新试验效果在没有繁杂寒却的前提下得到，且基于现有硅半导体出产工艺，是以合用于构建年夜型量子网络。相干研究刊发于最新一期《物理评论X》杂志。
量子网络可经由过程使用光让量子信息的各个载体——量子比特互相胶葛来实现，而量子比特可由互相断绝并嵌进主晶体中内的单个原子构建。在最新研究中，来自马克斯·普朗克量子光学研究所以及慕尼黑技能年夜学的科学家展现了一种操纵嵌进硅晶体内的原子构建量子网络的可行方式。
最新技能依赖于在特定前提下注进硅晶格的铒原子。研究评释，铒具备优良的光学机能，其原子发射出的红外光波长约为1550纳米，位于光纤电缆中传输数据的光谱范畴，且铒在光导纤维中传布时消耗较低。别的，铒发出的光具备极好的相关性，这是实现量子信息存储以及传输的先决前提。这些特征使铒成为实现量子计较机或者在量子网络顶用作信息载体的首选。
但面对的庞大挑战是必需以可重复的方法将铒的各个原子嵌进硅晶体基质内，并将其固定在特定位置。为此，研究职员起首给予铒原子纳米级邃密布局，然后用铒离子束照射硅，使单个原子在高温下穿透并扩散到硅晶体内分歧处所。
相对于暖和的温度使各个铒原子在晶格中不乱地“各就列位”，而非汇集在一块儿。并且，在此前试验中，铒原子在尽对于零度(零下273.15摄氏度)四周体现出优秀光学特征，但最新研究中，科学家在约8开尔文(零下265.15摄氏度)察看到了这些特征，如许的温度在技能上很容易实现，也为将来的运用摊平了道路。