Физики создали квантовый микроскоп с визуализацией электрического поля

Сканирующий квантовый микроскоп с использованием твердотельного квантового бита (кубита), азотно-вакансионного центра (NV), в качестве квантового датчика разработали исследователи, 11 мая сообщает phys.

В разработке участвовали профессор Цзян Ин из Международного центра квантовых материалов и Исследовательского центра перспективных материалов легких элементов Пекинского университета в сотрудничестве с профессором Йоргом Рахтрупом из Штутгартского университета и профессором Ян Сеном из Китайского университета Гонконга.

Они впервые реализовали наноразмерную визуализацию электрического поля на основе NV и управление его зарядовым состоянием, продемонстрировав возможность сканирующей NV-электрометрии.

Эта работа под названием «Наноразмерная визуализация электрического поля на основе квантового датчика и контроль его зарядового состояния в условиях окружающей среды»была опубликована в журнале «Природные коммуникации».

Используя эту новую систему, команда также реализовала обратимое управление зарядовыми состояниями одиночных NV (NVˉ, NV+ и NV0), где NVˉ используется в качестве квантового датчика, в то время как NV+ и NV0 являются основными строительными блоками квантового хранилища для улучшения отношения сигнал / шум квантового зондирования.

Исследователи обнаружили, что при помощи ионизации фотонов возбуждающим лазером локальное электрическое поле может быть применен для достижения локальной поляризации/деполяризации поверхности алмаза и индуцирования переключения зарядового состояния НВ с наноразмерной точностью (до 4,6 нм). Это открытие поможет очистить непосредственную электростатическую среду NV, повысить когерентность NV и построить квантовые сети на основе NV.