Исследователи из США изготовили на алмазной подложке более 600 нанофотонных резонаторов из фосфида галлия (GaP). По сообщению Optica, выход составил 99,5%. В испытаниях кооперативность превысила единицу, а электронный спин SiV-центра удалось считать за один запуск. Результаты работы в журнале Optica Quantum изложила Optica в сообщении, опубликованном Phys.org 18 октября 2026 года.

Как устроен гибридный чип

Центр «кремний-вакансия» (SiV) в алмазе служит кубитом, то есть квантовой системой для хранения информации. Чтобы передать её с помощью света, нужно связать состояние кубита с фотонами. В этой платформе алмаз удерживает SiV-центр, а слой GaP формирует нанофотонные устройства, которые управляют светом.

Сначала исследователи вытравили резонаторы в мембране GaP методом электронной литографии и проверили их оптической спектроскопией. Подходящие устройства перенесли на алмаз методом штампового переноса. Во время испытаний чипы охладили до 4 кельвинов.

Кооперативность выше единицы означает, что свет достаточно сильно взаимодействует с SiV-центром, чтобы по рассеянному свету различать спиновые состояния. Время спиновой релаксации превысило 0,4 миллисекунды. В сочетании с высокой кооперативностью этот показатель позволил считывать электронный спин за один запуск, без усреднения множества повторов.

Для понимания принципа можно представить условный узел связи: кубит хранит квантовую информацию, а фотон переносит её по оптическому каналу. Чип показал необходимую для такого узла связь кубита со светом. Передачу информации между удалёнными узлами в этой работе не проверяли.

До квантовой сети ещё далеко

Исследователи проверили связь одного SiV-кубита с фотонами, но не создали работающую сеть. Следом они планируют соединить на одном чипе два или более таких устройства и продемонстрировать их запутывание. Optica также сообщает, что команда намерена совершенствовать изготовление резонаторов и повышать кооперативность.

Optica сообщает о выходе 99,5% для более чем 600 резонаторов, но не уточняет, от какого общего числа устройств рассчитан этот показатель. В доступном материале также нет подробностей о числе повторов и неопределённостях измерений.

Услуга подготовки научных статей относится к академическому письму, но не к изготовлению или проверке квантовых устройств.

Схема показывает, что исследователи уже продемонстрировали связь света с одним SiV-кубитом и считывание его спина, а соединение двух устройств и их запутывание остаются будущей задачей.

Фото: Jeremy Waterhouse / Pexels