В алмазных квантовых устройствах есть крошечный дефект — азотно-вакансионный центр (атом азота плюс пустота вместо атома углерода). Он работает как переключатель, который самопроизвольно щёлкает туда-сюда: может нести лишний электрон или не нести, и от этого зависит, светится он или нет. Но стоит рядом оказаться примеси азота — и переключатель начинает жить своей жизнью.
Авторы работы просчитали на компьютере, с какой скоростью эти примеси воруют электроны у дефекта и отдают их обратно. Нейтральный азот хватает электрон с коэффициентом захвата 2,2×10⁻⁸ см³/с при комнатной температуре. Это число — как мощность пылесоса: оно говорит, насколько быстро наполняется мешок. А положительно заряженный азот делает это в тысячи раз быстрее (1,0×10⁻⁴ см³/с). Такой пылесос уже срывает обои.
Знание этих скоростей — как инструкция к капризному прибору. Теперь можно предсказать, как долго дефект сохранит нужный заряд, и подобрать условия, чтобы квантовый переключатель не сбоил. А значит, алмазные сенсоры и кубиты станут надёжнее.
Азотно-вакансионный центр настолько чувствителен, что может уловить магнитное поле одной молекулы — как компас, который замечает движение единственной стрелки на другом конце комнаты.