📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

داخل بلورة نيتريد البورون توجد أحيانًا عيوب — أماكن تكون فيها الذرات مقلوعة أو في غير موضعها الصحيح. أحد هذه العيوب، المركز B، قادر على إصدار الضوء: فهو يمتص الطاقة ويطلقها في صورة فوتون واحد فقط. إنه مثل مصباح صغير جدًا يضيء فقط عندما يُطلب منه، ولا يعطي ضوءًا زائدًا.

وجّه العلماء نبضات ليزر قصيرة إلى المركز B ولاحظوا أنه يمكن تحويل العيب بين حالتي «مضيء» و«غير مضيء». إذا كانت النبضة مضبوطة بدقة، يتمكن العيب من «التأرجح» إلى الحالة المثارة ثم العودة، مُصدرًا فوتونًا واحدًا. هذا النمط يسمى التحكم المتماسك — إذ يُتحكم في الضوء بنفس الطريقة التي يُقلب بها المفتاح باليد.

لكن العيب سرعان ما يفقد «إعداده»: بعد 0.6 نانوثانية ينسى الحالة التي كان عليها. هذا مثل أرجوحة تتوقف تقريبًا فورًا بعد الدفع. ولكن حتى هذا الوقت القصير يكفي لاستخدام المركز B كمصدر للفوتونات عند الطلب — على سبيل المثال، في الحواسيب الكمومية حيث يحمل كل فوتون قطعة من المعلومات.

يمكن دمج هذه العيوب في نيتريد البورون في دوائر بصرية صغيرة جدًا على الشريحة. عندها، بدلاً من الليزرات والمرايا الضخمة، سنحصل على أجهزة مدمجة يولد فيها الضوء ويتحكم فيه مباشرة داخل البلورة. إنه مثل بناء مصنع للفوتونات المفردة بحجم ذرة غبار.