Доказана е възможността за съхраняване на квантови данни в 2D-материали при стайна температура

Микроскопичните пролуки в материал с дебелина само няколко атома могат да подобрят редица квантови технологии. Днес съхраняването на квантови данни в електронните спинове изисква сложно лабораторно оборудване и условия. Международен екип от физици успя да демонстрира наблюдаема квантова кохерентност на спинове при стайна температура, използвайки миниатюрни дефекти в слоевете на двуизмерния материал хексагонален борен нитрид.

Слоевете от хексагонален боров нитрид се държат заедно от молекулярните сили на самия материал, но при обработката му могат да се появят дефекти, пише Science Alert. Те образуват процепи или капани, в които могат да бъдат уловени електроните. Екипът от учени е успял не само да наблюдава електроните в дефектите в борен нитрид, но и да ги контролира с помощта на светлина – за първи път при експерименти от този тип при нормални температури.

След като са проучили измерените данни, физиците са стигнали до заключението, че боровият нитрид има голям потенциал като стабилно хранилище на квантови данни. Дори ако сега квантовите състояния продължават само малка част от секундата, това е знак, че в бъдеще продължителността може да бъде увеличена.

„Този резултат показва, че след като запишем квантово състояние върху спина на тези електрони, тази информация се съхранява за една милионна част от секундата“, казва Кармем Жилардони от Университета в Кеймбридж. – Така че тази система се оказва много обещаваща платформа за квантови изчисления. Тя изглежда много малка, но любопитното е, че тази система не изисква специални условия – тя може да съхранява спиновото квантово състояние дори при стайна температура, при това без необходимост от големи магнити“.

Стабилността и защитата на квантовите състояния и квантовата информация от смущения е едно от най-важните условия за появата на надеждни квантови комуникации и сензори. Учените ще продължат да работят за увеличаване на периода на спинова стабилност, подобряване на надеждността на дефектите и качеството на излъчваната светлина.