Los esfuerzos para crear una computación cuántica confiable basada en la luz, la distribución de claves cuánticas para la seguridad cibernética y otras tecnologías recibieron un impulso de un nuevo estudio que demuestra un método innovador para crear películas delgadas para controlar la emisión de fotones individuales.
"El control eficiente de ciertos materiales de película delgada para que emitan fotones individuales en ubicaciones precisas, lo que se conoce como emisión cuántica determinista, allana el camino para materiales cuánticos más allá de la escala de laboratorio", dijo Michael Pettes, un Laboratorio Nacional de Los Alamoscientífico de materiales y líder del equipo de investigación de varias instituciones.
La escalabilidad de estas películas delgadas bidimensionales de tungsteno / selenio las hace potencialmente útiles en los procesos para fabricar tecnologías cuánticas. La generación de un solo fotón es un requisito para la computación cuántica totalmente óptica y la distribución de claves en las comunicaciones cuánticas, y es crucialpara avanzar en tecnologías de información cuántica.
El proyecto, documentado como Artículo destacado en la revista letras de física aplicada esta semana, explota la tensión en sitios o puntas de emisión altamente localizados y bien separados, en una película de tungsteno / selenio. El equipo sintetizó la película a través de la deposición química de vapor utilizando una fuente de gas mediada por difusión de múltiples pasos.
Debido a que el material es muy delgado, se ajusta al radio de las puntas y el material se dobla hacia el sustrato en más de un pequeño porcentaje, como alguien acostado sobre un lecho de clavos. La tensión resultante es suficiente para cambiar la estructura electrónica, pero solo en las puntas. El área afectada emite luz de un color y naturaleza diferentes a la luz del resto de la película.
"Si bien se necesita más investigación para comprender completamente el papel de la deformación mecánica en la creación de estos sitios de emisión cuántica, podemos habilitar una ruta para controlar las propiedades ópticas cuánticas mediante el uso de deformación", dijo Pettes. "Estas fuentes de fotones individuales forman la basepara esquemas de computación cuántica totalmente ópticos basados en fotónica "
La ingeniería de la emisión cuántica en materiales 2D aún se encuentra en una etapa muy temprana, señalan los autores. Si bien los estudios han observado fotones individuales que se originan a partir de estructuras defectuosas en estos materiales, el trabajo anterior ha sugerido que los campos de deformación no uniformes podrían gobernar el efecto.Sin embargo, el mecanismo responsable de este fenómeno emergente sigue sin estar claro y es el foco del trabajo en curso en Los Alamos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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