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    El equipo fabrica átomos artificiales que funcionan a temperatura ambiente

    Crédito:Universidad de Oregon

    Comunicaciones en línea ultraseguras, completamente indescifrable si se intercepta, está un paso más cerca con la ayuda de un descubrimiento recientemente publicado por el físico Ben Alemán de la Universidad de Oregon.

    Alemán, miembro del Centro de Óptica de la UO, Molecular, y ciencia cuántica, ha creado átomos artificiales que funcionan en condiciones ambientales. La investigación, publicado en la revista Nano letras , podría ser un gran paso en los esfuerzos por desarrollar redes de comunicación cuántica seguras y computación cuántica totalmente óptica.

    "El gran avance es que hemos descubierto un sencillo forma escalable de nanofabricar átomos artificiales en un microchip, y que los átomos artificiales funcionan en el aire y a temperatura ambiente, "dijo Alemán, también miembro del Instituto de Ciencia de Materiales de la UO.

    "Nuestros átomos artificiales permitirán muchas tecnologías nuevas y potentes, ", dijo." En el futuro, podrían usarse para mayor seguridad, más seguro, comunicaciones totalmente privadas, y computadoras mucho más poderosas que podrían diseñar medicamentos que salvan vidas y ayudar a los científicos a obtener una comprensión más profunda del universo a través de la computación cuántica ".

    Joshua Ziegler, un investigador estudiante de doctorado en el laboratorio de Alemán, y sus colegas perforaron agujeros (de 500 nanómetros de ancho y cuatro nanómetros de profundidad) en una delgada hoja bidimensional de nitruro de boro hexagonal, que también se conoce como grafeno blanco por su color blanco y espesor atómico.

    Para perforar los agujeros, el equipo utilizó un proceso que se asemeja al lavado a presión, pero en lugar de un chorro de agua utiliza un haz de iones enfocado para grabar círculos en el grafeno blanco. Luego calentaron el material en oxígeno a altas temperaturas para eliminar los residuos.

    Usando microscopía óptica confocal, Luego, Ziegler observó pequeños puntos de luz provenientes de las regiones perforadas. Después de analizar la luz con técnicas de conteo de fotones, descubrió que los puntos brillantes individuales emitían luz al nivel más bajo posible:un solo fotón a la vez.

    Estos puntos brillantes modelados son átomos artificiales y poseen muchas de las mismas propiedades de los átomos reales, como la emisión de un solo fotón.

    Con el éxito del proyecto, Alemán dijo, la UO está ahora a la vanguardia en los esfuerzos por desarrollar tales materiales en la investigación cuántica. Y eso pone una sonrisa en el rostro de Alemán.

    Cuando se incorporó a la UO en 2013, había planeado seguir la idea de que se pudieran crear átomos artificiales en grafeno blanco. Sin embargo, antes de que Alemán pudiera poner en marcha su propia investigación, otro equipo universitario identificó átomos artificiales en escamas de grafeno blanco.

    Alemán luego trató de aprovechar ese descubrimiento. Fabricar los átomos artificiales es el primer paso para aprovecharlos como fuentes de partículas individuales de luz en circuitos fotónicos cuánticos. él dijo.

    "Nuestro trabajo proporciona una fuente de fotones individuales que podrían actuar como portadores de información cuántica o como qubits. Hemos modelado estas fuentes, creando tantas como queramos, donde queremos, "Dijo Alemán." Nos gustaría modelar estos emisores de fotones únicos en circuitos o redes en un microchip para que puedan comunicarse entre sí, oa otros qubits existentes, como espines de estado sólido o qubits de circuitos superconductores ".

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