Sa pamamagitan ni Pesach Benson • Setyembre 19, 2025
Jerusalem, 19 Setyembre, 2025 (TPS-IL) – Isang pag-usbong sa teknolohiyang diamante ang maaaring magdala ng quantum communication at ultra-sensitive sensors mula sa laboratolyo patungo sa tunay na paggamit sa mundo. Inihayag ng mga siyentipiko mula sa Israel at Alemanya ang pag-unlad ng isang paraan upang hulihin ang halos lahat ng liwanag na inilalabas ng mga mikroskopykong depekto sa mga diamante – isang pag-unlad na maaaring gawing mas mabilis, mas maaasahan, at mas madaling ma-integrate ang mga quantum device sa mga umiiral na sistema.
Ang mga mananaliksik sa Hebrew University of Jerusalem, sa pakikipagtulungan sa Humboldt University sa Berlin, ay nakatuon sa nitrogen-vacancy (NV) centers, mga maliit na impeksyon sa mga kristal ng diamante na naglalabas ng mga solong bahagi ng liwanag, o photons, na nagdadala ng quantum information. Ang mga photons na ito ay mahalaga para sa pagbuo ng mga susunod na henerasyon ng quantum computers, secure communications, at precision sensors. Hanggang ngayon, ang karamihan sa liwanag na ito ay nagsisikap sa lahat ng direksyon, na ginagawang mahirap itong gamitin para sa praktikal na aplikasyon.
Sa pamamagitan ng pag-embed ng nanodiamonds na naglalaman ng NV centers sa mga espesyal na disenyo ng hybrid nanoantennas, nagawa ng mga mananaliksik na gabayan ang liwanag sa isang tiyak na direksyon sa halip na hayaang ito ay maglaho. Ang mga antennas, na binuo mula sa mga layer ng metal at dielectric materials sa isang bullseye pattern, ay mas epektibo kapag ang nanodiamonds ay nasa eksaktong gitna nila – hanggang sa ilang bilyong bahagi ng metro. Ang resulta ay isang malaking pagpapabuti: hanggang sa 80 porsyento ng mga photons ay nahuli sa room temperature, isang malaking paglakad kumpara sa mga naunang paraan.
Ang mga natuklasan ay inilathala sa APL Quantum, isang peer-reviewed journal.
“Ito ay nagdadala sa atin ng mas malapit sa praktikal na quantum devices,” sabi ni Prof. Carmichael Rapaport ng Hebrew University. “Sa pamamagitan ng pagpapabuti ng koleksyon ng photons, binubuksan natin ang pinto sa mga teknolohiyang tulad ng secure quantum communication at ultra-sensitive sensors.”
Idinagdag ni Dr. Yonatan Lubotzky, “Ang nakaka-excite sa amin ay gumagana ito sa isang simpleng disenyo ng chip at sa room temperature. Ibig sabihin, maaari itong ma-integrate sa mga tunay na sistema ng mas madali kaysa dati.”
Ang pag-unlad na ito ay nagpapakita na ang mga diamante, na matagal nang pinahahalagahan sa kanilang kinang, ay maaaring maging mahalagang kasangkapan sa cutting-edge technology. Sa pamamagitan ng pagbibigay-daan sa mga siyentipiko na kontrolin at kolektahin ang mga solong photons nang walang kapantay na epektibo, maaaring mapabilis ng trabahong ito ang pag-deploy ng quantum networks, mapabuti ang performance ng quantum computers, at magbigay-daan sa mga sensor na kayang mag-detect ng pinakamaliit na pagbabago sa kapaligiran.
Ang epektibong koleksyon ng photons ay mahalaga para sa quantum-secured communications, na maaaring gawing halos imposible ang pag-hack ng data transfers. Dahil ang quantum sensors ay kayang mag-detect ng magnetic fields, temperature changes, o iba pang mga phenomena nang walang kapantay na presisyon, ang pag-aaral na ito ay maaaring magdala ng ultra-sensitive devices para sa medisina, navigasyon, at agham sa mga materyales.
Bukod dito, ang disenyo ng chip ay nangangahulugan na ang teknolohiyang ito ay maaaring mass-produced at ma-integrate sa mga umiiral na electronics.