Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

ФОТОНИКА-2021 : ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ И ШКОЛЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ПО АКТУАЛЬНЫМ ПРОБЛЕМАМ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ФОТОЭЛЕКТРОНИКИ

Квантовые сенсоры физических полей на ансамблях NV центров в алмазных наноструктурах

Sergey N. Podlesny, И. А. Карташов, С. М. Тарков

Published Sep 27, 2021• 1 citation
Publisher

Abstract

Предел обнаружения квантовых сенсоров на спинах пар азот-вакансия (NV) и их ансамблях в алмазе пропорционален времени дефазировки спинов Т2 * и обратно пропорционален корню их концентрации. Однако Т2 * зависит от спинов других дефектов и обычно Т2 *<Т2 – времени спиновой релаксации на NV центрах. Причем экспериментально выполняется соотношение T2 * << T2 при теоретической величине T2/T2 *  16 за счет неспаренного электрона доноров Ns 0. Важнейшей задачей является увеличение плотности NV центров при сохранении длительного времени спиновой когерентности [2]. Оно зависит как от качества специально разработанных синтетических кристаллов “квантового класса”, так и от формирования ансамблей и гибкости метода химического осаждения из паровой фазы с помощью плазмы (CVD). Проблемой остается создание ансамблей в заданной области с контролем числа NV центров. Задача формирования ансамблей квантового класса была решена в ИФП, ИГМ и ИТФ СО РАН.

DOI
10.34077/rcsp2021-35

Related papers

Ансамбли NV- центров квантового качества в высокочистом алмазе после горячей имплантации и высокотемпературного отжига под давлением

Sergey N. Podlesny, И. А. Карташов, В П Попов

Квантовые устройства на спинах точечных дефектов широкозонных полупроводниках, например, NV центров и их ансамблях в алмазе привлекательны возможностью работы при комнатных температурах, однако время спиновой релаксации Т2 * зависит от других дефектов и обычно Т2 *<<Т2 – времени когерентной релаксации на узловых атомах азота Ns. Проблемой остается их создание в заданной области, единственным способом которого является имплантация, создающая массу других дефектов. Решить проблему “квантового качества” можно двумя способами. Во-первых, формированием сверхрешеток из узловых атомов азота с регулярными рельефом для их встраивания при росте из газовой фазы, а затем захватом вакансий, сформированных при локальном облучении и нагреве сфокусированным пучком, в соседние c азотом узлы. Во-вторых, внедрением одиночных ионов N+ имплантерами с регистрацией фотонной или электронной эмиссии от вошедшего в мишень иона или заряда на её поверхности, управляющих процессом переноса ионного пучка в новую точку.

ФОТОНИКА-2021 : ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ И ШКОЛЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ПО АКТУАЛЬНЫМ ПРОБЛЕМАМ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ФОТОЭЛЕКТРОНИКИ•Sep 27, 2021•0 citations

NV-центры в алмазе. Часть III: квантовые алгоритмы, масштабирование, гибридные системы

А. В. Цуканов

В этой части обзора рассматриваются реализованные к настоящему времени элементарные квантовые алгоритмы и обсуждаются перспективы создания полномасштабного квантового компьютера на NV-центрах в алмазе. Анализируются NV-гибридные системы, которые могут функционировать как элементы связи между удаленными NV-кубитами.

Микроэлектроника•Jan 1, 2013•0 citations

АТОМНЫЙ ЧИП ДЛЯ ЗАДАЧ КВАНТОВОЙ СЕНСОРИКИ

Anton E. Afanasiev, Д.В. Быкова, V. I. Balykin

Квантовые системы могут быть использованы для построения сенсоров физических полей. Наибольшей точности и чувствительности такие сенсоры достигают при их когерентном контроле. Холодные и ультрахолодные атомы являются перспективными для создания квантовых сенсоров инерциальных полей. Для создания транспортируемых квантовых сенсоров на основе нейтральных атомов перспективной является платформа атомного чипа, которая обладает меньшими размерами и энергопотреблением. Это позволит использовать её для размещения на борту летательных аппаратов, включая спутниковые системы. Дальнейшим её развитием является переход к гибридным атомно-оптическим чипам.

Nanoindustry Russia•Jun 30, 2025•0 citations

NV-дефекты алмаза в области квантовой защиты информации: перспективы использования в оборонной промышленности

В.Б. Анастасия, А.Б. Николай, Ю.З. Михаил

работа представляет собой краткий обзор исследований и достижений в сфере развитии квантовых технологий, применяемых как в области квантовой защиты информации, в первую очередь, так и для развития других сфер, имеющих значение для обеспечения нужд государства. Цель данной работы – анализ перспектив использования NV-дефектов твердотельных структур, изучение их свойств, а также определение положения, которое они занимают при разработке методов и способов защиты информации в оборонной промышленности. Методы проведения работы – использование некоторые результаты исследований ведущих российских и зарубежных ученых, полученные в течение последних нескольких лет и охватывающие круг вопросов, связанных с использованием NV-дефектов в различных областях промышленности, в том числе в оборонной. Результаты данной работы: обозначены перспективы использования NV-дефектов не только в алмазной кристаллической решетке, но и других твердотельных структурах; определены четыре основных вызова для внедрения (масштабирование, интеграция, стоимость, устойчивость); обоснована перспективность замены алмаза на карбид кремния (6H-SiC) для интеграции с существующей микроэлектроникой. Выводы: NV-дефекты являются базовым элементом для создания квантовых сенсоров, систем квантового распределения ключей и квантовых вычислителей оборонного назначения. The paper provides a brief overview of research and achievements. in the field of the development of quantum technologies used both in the field of quantum information protection, first of all, and for the development of other areas that are important for meeting the needs of the state. The purpose of this work is to analyze the prospects for using NV defects in solid–state structures, study their properties, and determine the position they occupy in the development of methods and methods of information protection in the defense industry. The methods of the work are based on some of the research results of leading Russian and foreign scientists obtained over the past few years and covering a range of issues related to the use of NV defects in various fields of industry, including defense. The results of this work: the prospects of using NV defects not only in the diamond crystal lattice, but also in other solid-state structures are outlined; four main challenges for implementation (scaling, integration, cost, stability) are identified; the prospects for diamond replacement are substantiated silicon carbide (6H-SiC) for integration with existing microelectronics. Conclusions: NV defects are a basic element for creating quantum sensors, quantum key distribution systems, and defense-grade quantum computers.

Научные труды КубГТУ.•Oct 18, 2026•0 citations

СВЕРХБЫСТРОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В ОТРИЦАТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННЫХ NV-ЦЕНТРАХ ПРИ НАКАЧКЕ ИХ ФЕМТОСЕКУНДНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИМПУЛЬСОМ

Терещиков Е.А., Андрианов Е.С.

Разработана теоретическая модель, объясняющая сверхбыстрое формирование люминесценции в NV-центрах и обеспечивающая количественное согласие с имеющимися экспериментальными данными. Установлено, что в спектре люминесценции NV-центра отсутствует зависящий от времени стоксов сдвиг, который мог бы быть обусловлен релаксацией когерентного фононного возбуждения.

Высшая школа: научные исследования•Oct 7, 2025•0 citations

ПРИНЦИПЫ СОПРЯЖЕНИЯ СЕТЕЙ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧЕЙ, ПОСТРОЕННЫХ НА ОБОРУДОВАНИИ РАЗНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ

Anton E. Afanasiev, Д.В. Быкова, V. I. Balykin

Квантовые системы могут быть использованы для построения сенсоров физических полей. Наибольшей точности и чувствительности такие сенсоры достигают при их когерентном контроле. Холодные и ультрахолодные атомы являются перспективными для создания квантовых сенсоров инерциальных полей. Для создания транспортируемых квантовых сенсоров на основе нейтральных атомов перспективной является платформа атомного чипа, которая обладает меньшими размерами и энергопотреблением. Это позволит использовать её для размещения на борту летательных аппаратов, включая спутниковые системы. Дальнейшим её развитием является переход к гибридным атомно-оптическим чипам.

Nanoindustry Russia•Jun 30, 2025•0 citations
Предел обнаружения квантовых сенсоров на спинах пар азот-вакансия (NV) и их ансамблях в алмазе пропорционален времени дефазировки спинов Т2 * и обратно пропорционален корню их концентрации. Однако Т2 * зависит от спинов других дефектов и обычно Т2 *<Т2 – времени спиновой релаксации на NV центрах. Причем экспериментально выполняется соотношение T2 * << T2 при теоретической величине T2/T2 *  16 за счет неспаренного электрона доноров Ns 0. Важнейшей задачей является увеличение плотности NV центров при сохранении длительного времени спиновой когерентности [2]. Оно зависит как от качества специально разработанных синтетических кристаллов “квантового класса”, так и от формирования ансамблей и гибкости метода химического осаждения из паровой фазы с помощью плазмы (CVD). Проблемой остается создание ансамблей в заданной области с контролем числа NV центров. Задача формирования ансамблей квантового класса была решена в ИФП, ИГМ и ИТФ СО РАН.
Квантовые устройства на спинах точечных дефектов широкозонных полупроводниках, например, NV центров и их ансамблях в алмазе привлекательны возможностью работы при комнатных температурах, однако время спиновой релаксации Т2 * зависит от других дефектов и обычно Т2 *<<Т2 – времени когерентной релаксации на узловых атомах азота Ns. Проблемой остается их создание в заданной области, единственным способом которого является имплантация, создающая массу других дефектов. Решить проблему “квантового качества” можно двумя способами. Во-первых, формированием сверхрешеток из узловых атомов азота с регулярными рельефом для их встраивания при росте из газовой фазы, а затем захватом вакансий, сформированных при локальном облучении и нагреве сфокусированным пучком, в соседние c азотом узлы. Во-вторых, внедрением одиночных ионов N+ имплантерами с регистрацией фотонной или электронной эмиссии от вошедшего в мишень иона или заряда на её поверхности, управляющих процессом переноса ионного пучка в новую точку.
В этой части обзора рассматриваются реализованные к настоящему времени элементарные квантовые алгоритмы и обсуждаются перспективы создания полномасштабного квантового компьютера на NV-центрах в алмазе. Анализируются NV-гибридные системы, которые могут функционировать как элементы связи между удаленными NV-кубитами.
Квантовые системы могут быть использованы для построения сенсоров физических полей. Наибольшей точности и чувствительности такие сенсоры достигают при их когерентном контроле. Холодные и ультрахолодные атомы являются перспективными для создания квантовых сенсоров инерциальных полей. Для создания транспортируемых квантовых сенсоров на основе нейтральных атомов перспективной является платформа атомного чипа, которая обладает меньшими размерами и энергопотреблением. Это позволит использовать её для размещения на борту летательных аппаратов, включая спутниковые системы. Дальнейшим её развитием является переход к гибридным атомно-оптическим чипам.
работа представляет собой краткий обзор исследований и достижений в сфере развитии квантовых технологий, применяемых как в области квантовой защиты информации, в первую очередь, так и для развития других сфер, имеющих значение для обеспечения нужд государства. Цель данной работы – анализ перспектив использования NV-дефектов твердотельных структур, изучение их свойств, а также определение положения, которое они занимают при разработке методов и способов защиты информации в оборонной промышленности. Методы проведения работы – использование некоторые результаты исследований ведущих российских и зарубежных ученых, полученные в течение последних нескольких лет и охватывающие круг вопросов, связанных с использованием NV-дефектов в различных областях промышленности, в том числе в оборонной. Результаты данной работы: обозначены перспективы использования NV-дефектов не только в алмазной кристаллической решетке, но и других твердотельных структурах; определены четыре основных вызова для внедрения (масштабирование, интеграция, стоимость, устойчивость); обоснована перспективность замены алмаза на карбид кремния (6H-SiC) для интеграции с существующей микроэлектроникой. Выводы: NV-дефекты являются базовым элементом для создания квантовых сенсоров, систем квантового распределения ключей и квантовых вычислителей оборонного назначения. The paper provides a brief overview of research and achievements. in the field of the development of quantum technologies used both in the field of quantum information protection, first of all, and for the development of other areas that are important for meeting the needs of the state. The purpose of this work is to analyze the prospects for using NV defects in solid–state structures, study their properties, and determine the position they occupy in the development of methods and methods of information protection in the defense industry. The methods of the work are based on some of the research results of leading Russian and foreign scientists obtained over the past few years and covering a range of issues related to the use of NV defects in various fields of industry, including defense. The results of this work: the prospects of using NV defects not only in the diamond crystal lattice, but also in other solid-state structures are outlined; four main challenges for implementation (scaling, integration, cost, stability) are identified; the prospects for diamond replacement are substantiated silicon carbide (6H-SiC) for integration with existing microelectronics. Conclusions: NV defects are a basic element for creating quantum sensors, quantum key distribution systems, and defense-grade quantum computers.
Разработана теоретическая модель, объясняющая сверхбыстрое формирование люминесценции в NV-центрах и обеспечивающая количественное согласие с имеющимися экспериментальными данными. Установлено, что в спектре люминесценции NV-центра отсутствует зависящий от времени стоксов сдвиг, который мог бы быть обусловлен релаксацией когерентного фононного возбуждения.
Квантовые системы могут быть использованы для построения сенсоров физических полей. Наибольшей точности и чувствительности такие сенсоры достигают при их когерентном контроле. Холодные и ультрахолодные атомы являются перспективными для создания квантовых сенсоров инерциальных полей. Для создания транспортируемых квантовых сенсоров на основе нейтральных атомов перспективной является платформа атомного чипа, которая обладает меньшими размерами и энергопотреблением. Это позволит использовать её для размещения на борту летательных аппаратов, включая спутниковые системы. Дальнейшим её развитием является переход к гибридным атомно-оптическим чипам.