Учёные Института геологии и минералогии имени Соболева Сибирского отделения РАН сообщили о прорывных результатах в области синтеза алмазов. Исследователи создали образцы кристаллов, обладающих уникальными свойствами, которые делают их перспективными для использования в квантово-физических исследованиях и технологиях, включая создание модулей памяти для компьютеров нового поколения.
Как отметил директор ИГМ СО РАН Николай Крук, эксперименты уже принесли первые результаты. Полученные кристаллы демонстрируют характеристики, необходимые для создания устойчивых квантовых систем, способных надёжно хранить и обрабатывать информацию на уровне элементарных частиц.
По словам члена-корреспондента РАН Юрия Пальянова, команда доказала, что при экстремальных условиях — высоких давлениях и температурах — расплав германия может выступать катализатором роста алмазов. Это открытие позволило синтезировать кристаллы, структура которых содержит новые оптические центры с уникальными люминесцентными свойствами. Именно эти центры делают алмазы пригодными для квантовых технологий, где важна способность материала точно регистрировать и сохранять квантовые состояния.
В сотрудничестве с исследователями из Германии и США российским учёным удалось продемонстрировать возможность управлять электронными состояниями этих оптических центров с помощью магнитных полей и сверхвысокочастотного электромагнитного излучения. Такой подход открывает путь к созданию ячеек квантовой памяти — ключевых элементов для построения масштабных квантовых сетей и сверхбыстрых вычислительных систем.
Современные технологии синтеза позволяют вводить в структуру алмаза примеси различных элементов — азота, кремния, германия или олова. Это создаёт особые дефекты, которые выступают в роли квантовых битов, способных хранить и передавать информацию с высокой стабильностью. Именно такие алмазы сегодня рассматриваются как один из наиболее перспективных материалов для квантовой электроники и оптоэлектроники.
Результаты работы ИГМ СО РАН уже вызвали интерес в научном сообществе. По словам исследователей, дальнейшие эксперименты будут направлены на уточнение механизмов взаимодействия оптических центров с магнитными и электрическими полями, а также на создание прототипов квантовых модулей памяти.
Если проект получит развитие, Сибирский институт сможет внести значительный вклад в формирование технологической базы квантовой индустрии России — одного из ключевых направлений мировой науки XXI века.
