Le imperfezioni del diamante fanno funzionare i computer quantistici
I centri di colore in un diamante rappresentano un banco di prova ideale per le applicazioni utilizzate nel settore dell’elaborazione delle informazioni quantistiche e delle interazioni spin-spin. Sebbene in un diamante siano presenti centinaia di centri di colore conosciuti, solo uno di essi, noto con il nome di centro azoto-lacuna, ha suscitato enorme interesse. Il progetto PLACQED (Plasmonic cavity quantum electrodynamics with diamond-based quantum systems) si è occupato di centri di colore alternativi, tra cui il centro cromo-lacuna e il centro silicio-lacuna. Il gruppo di lavoro ha individuato una delle più strette larghezze di riga tipiche degli emettitori a base di diamanti conosciute finora. Dai risultati è emersa anche la possibilità di ottimizzare la frequenza di transizione ottica attraverso la tensione elettrica che rende questi sistemi attrattivi per il controllo spettrale degli stati fotonici. Le fasi successive dell’iniziativa hanno dimostrato la capacità dell’eccitazione ottica risonante di condurre a una fluorescenza basata sullo spin-tagging per i centri silicio-lacuna con un’elevata purezza di spin. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno illustrato l’ottimizzazione spettrale di una nanoantenna plasmonica attraverso la modifica dell’ambiente dell’antenna in modo controllato. Questo risultato è stato ottenuto mediante la modifica del posizionamento di una nanostruttura dielettrica. I nuovi sistemi emettitore-antenna accoppiati rappresentano un importante banco di prova per i circuiti elettroottici basati su plasmoni. L’integrazione dei centri di colore nelle cavità plasmoniche consente di comprendere a fondo l’interazione tra la luce confinata in una cavità riflettente e gli atomi. L’elettrodinamica quantistica delle cavità potrebbe essere utilizzata per la creazione di computer quantistici.
Parole chiave
Imperfezioni del diamante, computer quantistici, cavità plasmoniche, elettrodinamica quantistica delle cavità
