Учёные разработали новый тип квантовых эмиттеров

Исследователи из Технологического института Стивенса разработали новый метод создания квантовых эмиттеров. В основе их подхода лежит сочетание золота и селенида вольфрама. Новый метод позволяет более точно расположить эмиттер в отражающей воронке.

Квантовые эмиттеры являются одними из компонентов для построения квантового компьютера, вычислительной машины на несколько порядков более мощной, чем традиционные транзисторные системы. Специалисты считают, что такое оборудование в будущем станет ключом к обработке больших массивов данных, генерализованному искусственному интеллекту и новым методам криптографии.

Изготовление квантовых эмиттеров

Обычные источники света излучают непрерывные потоки частиц потоки из миллиардов фотонов. Квантовые эмиттеры способны испускать всего по одному фотону, повышая точность размещения квантовых точек. Свойство контролируемого излучения используется в построении квантовых сетей.

Традиционный подход в создании эмиттеров состоял в размещении квантовых точек на подложке. Однако метод размещения страдал от недостатка точности. Расположение квантовых точек редко совпадало с воронками, предназначенными для направления излучаемого фотона. Стефан Страуф (Stefan Strauf), один из авторов работы, сравнил это с нанесением раствора на подложку. Хотя после высыхания растворённое вещество окажется равномерно распределённым по поверхности, будет невозможно определить, где точно окажутся его молекулы.

Новый метод состоит в нанесении на основу из золотых нанокубов молекулярного слоя WSe2 (селенида вольфрама). Само по себе это вещество выдаёт постоянное свечение, однако плоскости нанокубов выполняют роль отражающего зеркала, а острые рёбра формируют горловины.

По словам Страуфа, новый метод позволяет получить меньшее количество эмиттеров, но этот недостаток компенсируется стопроцентной точностью их расположения. В качестве подтверждения исследователи продемонстрировали набор из 60 квантовых эмиттеров, точно совпадавших с отражающей воронкой. При традиционном подходе такая точность была невозможна.

Направления дальнейшего развития

Исследователи продолжают работу над совершенствованием своей технологии. Одним из слабых мест квантовых эмиттеров является их требовательность к температурному режиму. Для корректной работы большинству из них требуется мощное охлаждение.

Хотя квантовые вычислительные машины пока разрабатываются в качестве опытных образцов, многие производители оборудования и ПО ориентируются на их массовое применение в ближайшем будущем. Компания BlackBerry уже объявила о создании сервера с защитой от хакеров, использующих квантовые вычислительные системы.