Алмазы с вкраплениями кремния могут использоваться для создания квантовых компьютеров

Учёные уже давно пришли к выводу, что алмазы могут стать важной основой для практической реализации идеи квантовых компьютеров. По их мнению, квантовые биты, которые содержат противоположные данные (скажем, такие как «включено» и «выключено»), можно хранить в дефектах на поверхности алмазов размером с атом таким образом, чтобы их можно было считывать без риска перепутать. Но есть одна проблема. При наиболее распространенном изъяне, когда атомы азота заменяют атомы углерода, излучается такой широкий спектр света, что слишком большие неточности нивелируют весь полезный эффект. Однако, группа исследователей возможно нашла способ свести эти неточности к минимуму: добавив туда немного кремнии, который испускает свет гораздо более узкого диапазона.

Хитрость заключается в стачивании синтетического алмаза до толщины всего лишь 200 нанометров, получая оптические полости на его поверхность (чтобы увеличить яркость светового излучения) и используя специальный нано-имплант для вброса ионов кремния в эти полости. Обычно удаётся ввести ограниченное количество кремния, но исследователям удалось создать больше дефектных полостей, заполненных кремнием, путем бомбардировки поверхности алмаза электронными лучами и его нагревания до состояния сплавления полостей с кремнием. Чем чаще повторять этот процесс, тем больше полостей можно получить.

Но эту технологию ещё надо дорабатывать. Полученные дефекты появляются не в совсем нужном месте (смещены примерно на 50 нанометров), поэтому они не выделяют достаточно света, чтобы обеспечить качество, требуемое для исследований. Тем не менее, этот результат намного лучше, чем в предыдущих подходах, давая надежды, что реальные квантовые компьютеры на основе алмазов могут воплотиться в реальность.