El secreto de la larga vida de la memoria cuántica en el diamante ⚡ экспресс
Se investigaron las propiedades de espín y ópticas de centros NV individuales en diamante cultivado en la dirección (111) con ingeniería isotópica. El proceso de crecimiento asegura un control preciso de la concentración de 13C y un contenido de nitrógeno de unas pocas ppb. Gracias a la supresión de ruido a 50 Hz mediante un esquema de feedforward en tiempo real y secuencias de desacoplamiento adaptadas, el tiempo de coherencia de espín fue T2 = 6,8(1) ms para el eco de Hahn y T2^DD = 11,2(8) s bajo desacoplamiento dinámico. Las transiciones ópticas muestran una anchura de línea homogénea de 16,9(4) MHz, cercana al límite del tiempo de vida, bajo un análisis detallado de difusión espectral. Estos resultados abren nuevas posibilidades para controlar qubits de espín en redes cuánticas y otras tecnologías cuánticas, así como para estudiar la incorporación de impurezas en el diamante.
Un trompo que gira sobre una superficie perfecta se cae ante la más mínima vibración. Así le ocurre al bit cuántico, creado a partir de un defecto en el diamante: su estado lo destruyen el desorden magnético de las impurezas y las perturbaciones externas. Para mantener este «trompo», los científicos cultivaron un diamante casi libre del isótopo carbono-13, unos pequeños imanes que generan ruido. La electrónica de compensación capta las vibraciones eléctricas (como el zumbido de la red de 50 Hz) y gira ligeramente el espín en contrafase, mientras que los rápidos pulsos láser promedian los empujones dañinos.
Como resultado, el estado cuántico vive 11,2 segundos, tiempo en el que la luz puede ir a la Luna y volver ocho veces. Las mediciones espectrales mostraron una línea de acoplamiento con la luz casi perfectamente estrecha, necesaria para los repetidores cuánticos, los futuros «repetidores» del internet cuántico.
🎯 En 11,2 segundos, la luz recorre 3,36 millones de kilómetros, la distancia equivalente a ocho viajes de ida y vuelta a la Luna.
🎬 Los espines de diamante en una red cuántica son un paso hacia los «ansibles» de la ciencia ficción, dispositivos de comunicación instantánea basados en el entrelazamiento.