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Computación cuántica recibe un impulso con método para crear películas delgadas para controlar la emisión de fotones individuales

COMPUTACIÓN CUÁNTICA RECIBE UN IMPULSO CON MÉTODO PARA CREAR PELÍCULAS DELGADAS PARA CONTROLAR LA EMISIÓN DE FOTONES INDIVIDUALES

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Los esfuerzos para crear una computación cuántica confiable basada en la luz, la distribución de claves cuánticas para la ciberseguridad y otras tecnologías obtuvieron un impulso de un nuevo estudio que demuestra un método innovador para crear películas delgadas para controlar la emisión de fotones individuales.

“Controlando eficientemente ciertos materiales de película delgada para que emitan fotones individuales en ubicaciones precisas, lo que se conoce como emisión cuántica determinista, allana el camino para materiales cuánticos a escala de laboratorio”, dijo Michael Pettes, científico y líder de materiales del Laboratorio Nacional de Los Alamos. del equipo de investigación multiinstitucional.

La escalabilidad de estas películas delgadas de tungsteno/selenio bidimensionales las hace potencialmente útiles en los procesos para fabricar tecnologías cuánticas.

La generación de fotones individuales es un requisito para la computación cuántica totalmente óptica y la distribución de claves en las comunicaciones cuánticas, y es crucial para el avance de las tecnologías de información cuántica.

El proyecto, documentado como un artículo destacado en la revista Applied Physics Letters, explota la tensión en sitios de emisión muy bien localizados y bien separados, o puntas, en una película de tungsteno/selenio.

El equipo sintetizó la película a través de la deposición química de vapor utilizando una fuente de gas de mediación por difusión de varios pasos.

Debido a que el material es muy delgado, se ajusta al radio de las puntas y el material se dobla hacia el sustrato en más de un pequeño porcentaje, como alguien acostado en un lecho de clavos.

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La tensión resultante es suficiente para cambiar la estructura electrónica, pero solo en las puntas.

El área afectada emite luz de un color y naturaleza diferente a la luz del resto de la película.

“Aunque se necesita más investigación para comprender completamente el papel de la deformación mecánica en la creación de estos sitios de emisión cuántica, podemos habilitar una ruta para controlar las propiedades ópticas cuánticas mediante el uso de la tensión”, dijo Pettes.

“Estas fuentes de fotón único forman la base para esquemas de computación cuántica totalmente ópticos basados en fotónica”.

La ingeniería de la emisión cuántica en materiales 2D todavía se encuentra en una etapa muy temprana, señalan los autores.

Si bien los estudios han observado fotones individuales que se originan a partir de estructuras de defectos en estos materiales, trabajos anteriores han sugerido que campos de tensión no uniformes podrían regir el efecto.

Sin embargo, el mecanismo responsable de este fenómeno emergente sigue sin estar claro y es el foco del trabajo en curso en Los Alamos.

Fuente: Noticias de la Ciencia