Za buduće kvantne mreže nije dovoljno proizvesti pojedinačni svetlosni signal. Potrebno ga je i usmeriti kroz čip bez velikih gubitaka, uz mogućnost da se poveže s kvantnim stanjem izvora koji ga je stvorio. Istraživači su predstavili način da sićušni dijamantski nosač uklope u optičko kolo od drugog materijala, pri čemu je položaj delova pažljivo određen već samim postupkom izrade.
Dijamant u ovom istraživanju nema ulogu ukrasa. Njegova kristalna struktura može sadržati posebna mesta koja emituju svetlost i imaju kvantna svojstva pogodna za eksperimente. Drugi materijali, poput titanijum-dioksida, mogu biti praktičniji za pravljenje optičkih putanja na čipu. Teškoća nastaje kada svetlost treba da pređe iz jednog dela u drugi: neprecizan spoj može je rasuti ili oslabiti.
Tim iz Sjedinjenih Država i Južne Koreje postavio je dijamantski nosač u unapred pripremljenu strukturu, pa oko njega oblikovao fotonsko kolo. Prema prikazu Instituta za optiku, finu mehaniku i fiziku iz Čangčuna, takav postupak omogućio je bolje poravnanje delova. Dijamant je davao svetlost, a kolo od titanijum-dioksida vodilo ju je dalje kroz uređaj.
Izvor signala bilo je posebno mesto u dijamantu poznato kao silicijumsko-vakancijski centar. Istraživači su pokazali pojačanu emisiju svetlosti u odgovarajućoj optičkoj strukturi, njeno usmeravanje kroz čip i mogućnost pripreme i očitavanja jednog kvantnog svojstva emitera. Važno je što su ti koraci demonstrirani na istoj platformi, jer budući sistemi moraju da obavljaju više zadataka zajedno.
Ipak, laboratorijska demonstracija jednog funkcionalnog sklopa nije gotova kvantna mreža. Pred istraživačima ostaju pitanja koliko se takvih elemenata može pouzdano napraviti, koliko će međusobno biti slični i kako će raditi povezani u veći sistem. Kod kvantnih tehnologija mala razlika između dva uređaja može postati veliki problem kada ih treba uskladiti.
Ova tema jeste povezana s dijamantom, ali je njena svrha drugačija od prethodno opisanog senzora koji meri magnetni signal srca. Ovde je ključni problem prenos svetlosti između izvora i kola. Uspeh se meri time koliko se signala sačuva i koliko se dobro njime upravlja unutar čipa.
Kvantna komunikacija često se prikazuje kao mreža između udaljenih gradova. Pre takve slike postoji niz mikroskopskih zadataka: proizvesti signal, zadržati njegova svojstva, uvesti ga u optički kanal i pouzdano ga očitati. Novi dijamantski sklop rešava deo tog lanca.
Najlakše je zamisliti ga kao veoma mali spoj dve radionice s različitim veštinama. Jedna ume da napravi poseban svetlosni signal, druga da ga provede zadatim putem. Kada se njihov spoj napravi preciznije, manje korisnog signala gubi se upravo na mestu na kojem treba da počne putovanje.
S.B.
