NV-Zentren in Diamanten haben die besondere Eigenschaft, dass der Zustand des Elektronenspins über die von ihnen ausgesendeten Lichtteilchen ausgelesen werden können. Wird nun solch ein Diamant mit NV-Zentrum in einen Hohlraum zwischen zwei Spiegeln platziert, lässt sich die Rate und Ausbeute der emittierten Lichtteilchen deutlich verbessern. Damit werden wichtige Bedingungen erfüllt, um NV-Zentren für Anwendungen in der Quantentechnologie zu nutzen. (Bild: Universität Basel, Departement Physik)
Wissenschaftlern vom Departement Physik der Universität Basel und vom Swiss Nanoscience Institute ist es gelungen, die Qualität von einzelnen Photonen, die durch ein Quantensystem generiert werden, drastisch zu verbessern. Die Wissenschaftler konnten damit eine zehn Jahre alte theoretische Vorhersage erfolgreich umsetzen. Mit dieser Arbeit, die kürzlich in Physical Review X veröffentlicht wurde, kommen sie zukünftigen Anwendungen in der Quanteninformationstechnologie einen wichtigen Schritt näher. Seit einigen Jahren arbeiten Wissenschaftler daran den Spin von Elektronen zu nutzen, um damit Informationen zu speichern und zu verarbeiten. Ein möglicher Ansatz ist es, ein Quantensystem zu nutzen, bei dem der Quantenzustand des Elektronenspins mit dem von ausgesandten Lichtteilchen (Photonen) verbunden ist. Bessere Photonen erforderlich. Als bewährte Struktur für diesen Ansatz, in der sich Elektronenspins leicht auslesen und manipulieren lassen, gelten sogenannte Stickstoff-Fehlstellenzentren (NV-Zentren).
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