Investigadores de Los Alamos y socios en Francia y Alemania están explorando el potencial mejorado de los nanotubos de carbono como emisores de fotones únicos para el procesamiento de información cuántica. Su análisis de los avances en este campo se publica en la edición de esta semana de la revista. Materiales de la naturaleza .

"Estamos particularmente interesados ​​en los avances en la integración de nanotubos en cavidades fotónicas para manipular y optimizar las propiedades de emisión de luz, "dijo Stephen Doorn, uno de los autores, y un científico del laboratorio nacional de Los Alamos del Centro de Nanotecnologías Integradas (CINT). "Además, Los nanotubos integrados en dispositivos electroluminiscentes pueden proporcionar un mayor control sobre la sincronización de la emisión de luz y pueden integrarse de manera factible en estructuras fotónicas. Destacamos el desarrollo y el sondeo fotofísico de estados de defectos de nanotubos de carbono como rutas hacia emisores de fotones individuales a temperatura ambiente en longitudes de onda de telecomunicaciones ".

La descripción general del equipo se produjo en colaboración con colegas en París (Christophe Voisin) que están avanzando en la integración de nanotubos en cavidades fotónicas para modificar sus tasas de emisión. y en Karlsruhe (Ralph Krupke), donde están integrando dispositivos electroluminiscentes basados ​​en nanotubos con estructuras de guías de ondas fotónicas. El enfoque de Los Alamos es el análisis de defectos de nanotubos para impulsar la emisión cuántica a temperatura ambiente y longitudes de onda de telecomunicaciones. él dijo.

Como señala el papel, "Con la llegada de las redes de información de alta velocidad, la luz se ha convertido en el principal portador de información a nivel mundial. . . . Las fuentes de fotón único son un componente clave para una variedad de tecnologías, en metrología de comunicaciones cuánticas seguras o esquemas de computación cuántica ".

El uso de nanotubos de carbono de pared simple en esta área ha sido un enfoque para el equipo de CINT de Los Alamos, donde desarrollaron la capacidad de modificar químicamente la estructura de nanotubos para crear defectos deliberados, localizar excitones y controlar su liberación. Próximos pasos, Doorn señala, implican la integración de los nanotubos en resonadores fotónicos, para proporcionar un mayor brillo de la fuente y generar fotones indistinguibles. "Necesitamos crear fotones individuales que no se puedan distinguir entre sí, y eso se basa en nuestra capacidad para funcionalizar tubos que son adecuados para la integración de dispositivos y para minimizar las interacciones ambientales con los sitios defectuosos, " él dijo.

"Además de definir el estado del arte, Queríamos resaltar dónde están los desafíos para el progreso futuro y exponer algunas de las que pueden ser las direcciones futuras más prometedoras para avanzar en esta área. Por último, esperamos atraer a más investigadores a este campo, "Dijo Doorn.