Физики сохранили квантовую когерентность молекул на поверхности кристалла
Исследователи Института науки о свете, который является частью Общества Макса Планка, впервые смогли сохранить квантовую когерентность молекул на чистой кристаллической поверхности на максимально возможном уровне. Результаты их работы опубликованы в журнале Science, о чем сообщает SciTechDaily. Об этом сообщает издание ProGorodNSK.ru.
Молекулы, которые активно взаимодействуют со светом, необходимы для развития оптических квантовых технологий, так как они способны создавать одиночные фотоны, хранить квантовую информацию и передавать запутанные состояния. Обычно такие излучатели удерживают в вакууме или внедряют в твердые тела. Если молекула располагается на поверхности, к ней можно прикоснуться с помощью острого зонда сканирующего туннельного или атомно-силового микроскопа.
Загрязнения на кристалле могут разрушать квантовые свойства излучателей. Для очистки поверхности группа под руководством Вахида Сандогдара использовала органический кристалл, который медленно испаряется при обычной температуре. В вакуумном криостате верхние слои кристалла удаляли частицы загрязнений, после чего молекулы наносили с помощью микропечи на охлажденную почти до абсолютного нуля подложку.
Созданная среда оказалась исключительно стабильной для квантовых излучателей. Молекулы достигли предела Фурье — максимально возможного времени когерентности при взаимодействии с окружением. В условиях шума это время может уменьшаться на два-три порядка, однако на чистой кристаллической поверхности данный предел был достигнут впервые.
Эксперименты также показали, что подложка влияет на ориентацию и энергетические уровни адсорбированных молекул, а также, возможно, на их форму и колебания. Теперь авторы планируют объединить свою методику со сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопией, что позволит управлять отдельными излучателями с точностью до нанометров и более детально исследовать поверхности.
