Diamant-Unvollkommenheiten ermöglichen Quantencomputer
Die Farbzentren in einem Diamanten eignen sich als idealer Prüfstand für Anwendungen im Bereich der Quanteninformationsverarbeitung und für Spin-Spin-Interaktionen. Obwohl es Hunderte bekannter Farbzentren in Diamanten gibt, wurde lediglich einem (Stickstoff-Fehlstelle) umfassende Aufmerksamkeit zuteil. Im Rahmen des Projekts PLACQED (Plasmonic cavity quantum electrodynamics with diamond-based quantum systems) fokussierten sich Wissenschaftler auf alternative Farbzentren wie z. B. Chrom- und Silizium-Fehlstellen. Das Team verzeichnete eine der bis dato schmalsten typischen Linienbreiten für Diamanten basierte Emitter. Die Ergebnisse haben ebenfalls gezeigt, dass die optische Übergangsgeschwindigkeit über Stromspannung eingestellt werden kann, was diese Systeme attraktiv für die Spektralsteuerung photonischer Zustände macht. Wissenschaftler fuhren darauf hin damit fort, zu zeigen, dass die resonante optische Anregung bei Silizium-Fehlstellen-Zentren mit hoher Spin-Reinheit zu einer Spin-markierten Fluoreszenz führt. Parallel hierzu wurde die spektrale Einstellbarkeit eines plasmonischen Nanoantennenmodus durch Modifizierung der Antennenumgebung in kontrollierter Weise demonstriert. Dies wurde durch eine Manipulation der Positionierung einer dielektrischen Nanostruktur erreicht. Diese neu entwickelten, gekoppelten Emitter-Antenne-Systeme können als Prüfstand für plasmonisch basierte elektrooptische Schaltkreise dienen. Die Integrierung dieser Farbzentren in plasmonische Kavitäten verbessert unser Verständnis der Wechselwirkung zwischen Licht, das in einer reflektierenden Kavität begrenzt wird, und Atomen. Die Cavity-Quanten-Elektrodynamik könnte zum Bau von Quantencomputern verwendet werden.
Schlüsselbegriffe
Diamant-Unvollkommenheiten, Quantencomputer, plasmonische Kavitäten, Cavity-Quanten-Elektrodynamik
