Квантовая память — важный элемент квантового интернета, хранящего и передающего информацию в виде частиц света. Группа ученых из Великобритании и Австралии обнаружила, что гексагональный нитрид бора может, благодаря своим дефектам, излучать отдельные фотоны при комнатной температуре, и его можно использовать для хранения квантовой информации.

Коммуникационные системы нового поколения будут посылать сообщения по всему миру с помощью отдельных фотонов. Компьютеры и сети, построенные на принципах квантовой механики, станут более мощными и защищенными, чем современные технологии. Однако для того, чтобы такие сети стали возможны, следует разработать более надежные методы генерации отдельных фотонов, носителей квантовой информации.

«Мы можем посылать информацию из точки в точку при помощи фотонов, но если мы хотим построить настоящую квантовую сеть, нам придется посылать информацию, хранить ее и отсылать дальше, — сказала Ханна Стерн, одна из руководителей исследования. — Нам нужны материалы, которые смогут удерживать определенное время квантовую информацию при комнатной температуре, но большинство вариантов, которые у нас есть, трудно производить, а работают они хорошо только при низкой температуре».

Гексагональный нитрид бора — двухмерный материал, который изготавливают методом химического осаждения из паровой среды в больших реакторах. Он дешевый и пригодный для массового производства. Исследования обнаружили в нем присутствие эмиттеров отдельных фотонов и плотного ансамбля оптически доступных спинов, но не изолированных спин-фотонных интерфейсов, работающих в условиях окружающей среды, пишет Phys.org.

Специалисты Кембриджского университета и Технологического университета Сиднея установили, что в структуре гексагонального нитрида бора имеются дефекты, излучающие отдельные фотоны. Они способны передавать информацию о квантовых свойствах, которые можно использовать для хранения спина.

Разместив образец материала возле крошечной золотой антенны и магнита, ученые выстрелили в него лазером при комнатной температуре и наблюдали множество различных характеристик света под действием магнитного поля. Оказалось, что при помощи луча света можно управлять моментом импульса дефектов и использовать их для хранения квантовой информации.

Следующими действиями ученых будет тщательное исследование физики доступных изолированных спинов в нитриде бора, и изучение возможных вариантов использования, например, для хранения информации или создания квантовых датчиков.