Физики разгадали главный секрет алмазов

Германские физики обследовали эффект Зенона в кристаллической решетке алмаза. Чтобы достичь желаемого результата исследователи поменяли 2 располагающихся рядом атома углерода на 1 атом азота.

Направив на электрон микроволновое излучение, научные работники сумели управлять переходами между уровнями в любом подходящем им направлении.

Древнегреческий мыслитель и математик Зенон Элейский известен собственными логическими парадоксами. Один из них - Стрела Зенона - звучит так: "Парящая стрела неподвижна, поскольку в любой момент времени она занимает одинаковое себе положение, другими словами лежит; потому что она покоится в каждый момент времени, то она лежит во все моменты времени, т.е. не существует момента времени, в котором стрела совершает перемещение".

Экспериментально квантовый эффект Зенона в первый раз наблюдали в 1989 году в охлажденных лазером ионах, пленённых в ловушку магнитного и электрического полей.

Физик Олифер Бензон и его сослуживцы из Берлинского института имени Гумбольдта предположили последствия собственного заключительного опыта, в процессе которого они увидели квантовый эффект Зенона в кристалле алмаза. Они уже пару раз были признаны совершенным материалом для конструирования квантовых PC.

Исследователи трудились с так называемыми азото-замещенными вакансиями (NV-центры) - дефектными участками в кристаллической решетке алмаза, где на месте атома углерода стоит атом азота, а рядом с ним располагается пустующее пространство.

Чтобы скорректировать магнитное состояние спина электрона, размещенного в NV-центре, физики направили на него микроволновое излучение. Далее они употребляли лазерный луч чтобы включить красную флуоресценцию. Это должно было помочь вычислить, в каком состоянии располагается спин электрона в любой отдельно взятый момент, сообщают "Вести.Ru".

Но на данном шаге начал действовать квантовый результат Зенона: когда исследователи попробовали таким образом рассмотреть NV-центр, оказывается, что колебание спина между 2 состояниями было нарушено. "Увидеть результат Зенона в кристаллической сетке алмаза - это только 1 шаг. Далее необходимо научиться создавать квантовые логические вентили на основе алмазов", - заявляет Бензон.

Квантовый аналог обычных логических вентилей устроен несколько сложнее. Информация сберегается в квантовых состояниях носителей, в том числе фотоны или же азото-замещенные вакансии. Ранее извращающее картину воздействие находящейся вокруг среды не позволяло сберечь более нескольких кубитов (квантовых битов) информации за раз. "Систематическое измерение состояний помогает уберечь их от неконтролируемого распада и расширить объем сохраняемой информации", - объясняет Бензон.

Сослуживцы немецких физиков, не принимавшие роли в этой работе не сомневаются, что алмазы на самом деле станут основой квантовых компьютеров в дальнейшем. Но они считают нужным в первую очередь проверить точно, покоряются ли дестабилизации шатаний спинов в NV-центрах законам квантовой механики.