Лазерное излучение на NV-центрах в алмазе при оптическом возбуждении продемонстрировали впервые в мире сотрудники лаборатории квантовых информационных технологий радиофизического факультета Томского госуниверситета (ТГУ) с коллегами из ВНИИА, МГУ, ИГМ и ИСЭ СО РАН и ООО «Велман», 14 февраля сообщает пресс-служба вуза.

Такие алмазные лазеры могут быть использованы для создания быстродействующих интегральных квантовых сенсоров магнитного поля, которые можно будет использовать для создания квантовых компьютеров на основе алмаза.

Великолепным кандидатом для мощных непрерывных и ультракоротких лазеров алмазные кристаллы делает уникальное сочетание высокой теплопроводности, низкого теплового расширения и механической прочности. При этом устройства на их основе могут работать в широком диапазоне температур, высоком уровне радиации и в химически агрессивных средах.

Зав. лабораторией квантовых информационных технологий Радиофизического факультета ТГУ Евгений Липатов пояснил, что производство синтетических алмазов в последнее время значительно дешевеет и они становятся доступными для широкого применения в электронике и фотонике. В том числе в квантовых технологиях, а также в радиационно-стойкой, высокотемпературной и силовой электронике.

В лаборатории квантовых информационных технологий ученые занимаются изучением физических основ и созданием квантовой элементной базы для сенсоров магнитного поля, интегральных лазеров, систем квантовой криптографии и квантовых вычислений. Ими впервые в мире было продемонстрировано лазерное излучение на NV-центрах в алмазе при оптическом возбуждении.

Результаты своих исследований ученые описали в статье NV-diamond laser, опубликованной журналом Nature Communications.

«Сейчас энергия в импульсе нашего алмазного лазера выросла на 3 порядка и составляет десятки микроджоулей. Таким образом, мы приближаемся к созданию предпромышленного образца», — рассказал Евгений Липатов.

Промышленное производство инжекционных алмазных лазеров будет еще одним шагом к созданию квантового компьютера на основе алмаза. Первоначально на их основе будут созданы быстродействующие квантовые сенсоры магнитного поля, а затем уже и сами квантовые компьютеры на основе алмаза, работающие при комнатной температуре, уверены ученые ТГУ.