گروهی از دانشمندان دانشگاه هاروارد با خلق افزاره‌های نانوسیم الماسی، توانستند گام دیگری در جهت کاربردی ساختن علوم و فنون کوانتومی بردارند. این افزاره جدید می‌تواند چشمه پایدار و درخشانی از فوتون‌های منفرد در دمای اتاق ایجاد کند و کاربرد اساسی در محاسبات ایمن و سریع داشته باشد.
پیشرفت در علم و فناوری کوانتومی با مطالعه نانوالماس
گروهی از دانشمندان دانشگاه هاروارد با خلق افزاره‌های نانوسیم الماسی، توانستند گام دیگری در جهت کاربردی ساختن علوم و فنون کوانتومی بردارند. این افزاره جدید می‌تواند چشمه پایدار و درخشانی از فوتون‌های منفرد در دمای اتاق ایجاد کند و کاربرد اساسی در محاسبات ایمن و سریع داشته باشد.
این یافته می‌تواند منجر به کلاس جدیدی از افزاره‌های نانوساختاری الماسی که برای مخابرات و محاسبات کوانتومی مناسب هستند، شود و نیز باعث پیشرفت در زمینه‌های گوناگونی از حسگرهای زیست‌شناختی و شیمیایی گرفته تا تصویربرداری علمی گردد.
این محققان متوجه شدند که عملکرد یک چشمه فوتون منفرد، که بر گسیل نور از نقص موجود در بلور الماس (مرکز رنگی مربوط به جای خالی نیتروژن (NV)) استوار است، می‌تواند با نانوساختاری کردن الماس و ایجاد نقص در داخل نانوسیم الماسی بهبود یابد.
یک مرکز رنگ با گسیل و جذب فوتون‌ها می‌تواند “ایجاد ارتباط” کند. جریان فوتون‌های گسیل شده از یک مرکز رنگ می‌تواند وسیله‌ای برای انتقال اطلاعات و کنترل، گیراندازی و ذخیره‌سازی فوتون‌ها شود که یک امر اساسی در هر وسیله مخابراتی و محاسباتی است. با اینحال، جمع‌آوری موثر فوتون‌ها بسیار مشکل است، زیرا مراکز رنگ به طور عمیق در داخل الماس قرار گرفته‌اند.
مارکو لونگار، رهبر این گروه تحقیقاتی، توضیح می‌دهد که بسیار مشکل خواهد بود اگر شما بخواهید مواجه مستقیم با مرکز رنگ داشته باشید و آنرا در کاربردهای واقعی استفاده کنید. چیزی که هنوز پیدا نشده بود، واسطی (interface) بوده است که بتواند تماس بین دنیای نانوی مرکز رنگ و دنیای ماکروی مربوط به تارها و عدسی‌های نوری را ایجاد کند.
افزاره نانوسیمی الماسی با مهیاکردن یک واسط طبیعی و کارآمد برای پروب مرکز رنگ منفرد، و درخشان‌تر کردن و بالابردن حساسیت آن، راه‌حل این مشکل را ارائه می‌کند. خواص نوری افزایش یافته که از این کار نتیجه می‌شود باعث افزایش ده برابری در جمع‌آوری فوتون‌ها نسبت به افزاره‌های معمولی الماسی می‌گردد.
این افزاره نانوسیمی می‌تواند کانالی برای فوتون‌ها گسیل‌شده و وسیله‌ای برای جهت‌دهی آسان آنها باشد.
به علاوه، این نانوسیم الماسی برای غلبه بر موانعی طراحی شده‌است که در سایر سیستم‌های پیشرفته- مانند مولکول‌های رنگ‌دانه‌ای فلورسانت، نقاط کوانتومی و نانولوله‌های کربنی- چالش ایجاد می‌کنند؛ همچنانکه این افزاره می‌تواند به سادگی تولید شود و با انواع مختلفی از ساختارهای نانومکانیکی مجتمع گردد.
این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.
