Лазерный мир

Специалисты по квантовым информационным технологиям радиофизического факультета ТГУ вместе с коллегами из Москвы и Новосибирска впервые в мире показали лазерное излучение на NV-центрах в алмазе. Это еще один шаг, который приблизил ученых к созданию полноценного квантового компьютера.

Решение от российских физиков

Прорыв в исследовании квантовых технологий на основе алмазных кубитов сделали сотрудники лаборатории квантовых информационных технологий радиофизического факультета Томского Государственного Университета. В коллаборации с коллегами из ВНИИА, МГУ, ИГМ СО РАН, ООО «Велман» и ИСЭ СО РАН они впервые в мире продемонстрировали лазерное излучение на NV-центрах алмаза при оптическом лазерном возбуждении.

Ученые использовали направленные импульсы с зондирующим лазерным лучом с длиной волны 720 нм, шириной спектра 20 нм и продолжительностью 1 нс. Таким образом они смогли создать алмазный лазер с общей энергией в десятки мкДж, что на три порядка выше предыдущих образцов.

Евгений Липатов, заведующий лабораторией квантовых информационных технологий радиофизического факультета Томского Государственного Университета говорит, что его команда приближается к созданию предпромышленной версии алмазного лазера.

По своим параметрам устройство имеет уникальное сочетание теплопроводности, низкого теплового расширения и механической прочности, что в итоге делает кристалл алмаза отличным кандидатом для создания мощного непрерывного или ультракороткого лазера. А характеристики материала позволят устройству работать даже при высоких уровнях радиации или в условиях химически агрессивных сред. Подробное описание проведенных экспериментов опубликовано в журнале Nature Communications.

Открытие инжекционных алмазных лазеров учеными из Томска стало еще и очередным шагом на пути создания простого квантового компьютера на основе алмаза.

Следующим этапом Евгений Липатов видит работу над созданием быстродействующих квантовых сенсоров магнитного поля. Дальше станет реальным строительство уже полноценной квантовой вычислительной машины, которая будет работать при комнатной температуре.

Такой компьютер сможет просчитывать огромные массивы данных для нужд самых разных сфер: медицины, биологии, физики. Вычисления, которые сейчас невозможны из-за длительности в десятки сотен тысяч лет, помогут ученым делать новые прорывы в науке. А в авиации квантовые компьютеры помогут диспетчерам контролировать воздушное пространство планеты, заранее предотвращая любые опасные ситуации сближения отдельных самолетов.

Источник: https://saint-petersburg.ru/m/science/redaktor6/396004/