Физики Корнелльского университета разработали новый способ контроля когерентности отрицательно заряженных азотзамещенных вакансий (NV-центров) в алмазах с помощью акустических волн гигагерцовой частоты. Это позволяет значительно увеличить время когерентности систем, что является ключевым фактором для развития квантовых вычислений.
Для достижения этого результата исследователи создали объемный акустический резонатор из монокристаллического алмаза толщиной 500 микрометров и поместили в него экспериментальный NV-центр. Затем они использовали электрическое поле с частотой 1,296 гигагерца для создания стоячих продольных деформационных волн между поверхностями кристаллов, которые служили акустическими зеркалами. Энергия фононов, возбуждаемых колебаниями резонатора, передавалась в центр NV, что позволяло удерживать его внутри ограниченного набора связанных орбитальных возбужденных состояний.
Экспериментальные данные были сопоставлены с теорией, и результаты показали хорошее соответствие. Был выявлен ряд зависимостей времени когерентности от параметров резонатора, в том числе от мощности акустического генератора. Например, при мощности 14,5 милливатт время когерентности составляло 5 наносекунд, при мощности 8,4 милливатт - 12,8 наносекунд, а при мощности 4,9 милливатт - 9,5 наносекунд.
Авторы исследования отмечают, что правильный выбор мощности звукового излучателя может привести к многократному увеличению времени когерентности системы, хотя точная оценка зависит от конкретных условий эксперимента. Этот прорыв имеет важные последствия для развития квантовых технологий и может открыть новые горизонты для их применения.
]]>