Впервые в мире сотрудниками Лаборатории квантовых информационных технологий НИ ТГУ в коллаборации с научными и производственными организациями Москвы, Новосибирска и Иркутска была продемонстрирована работа алмазного лазера на NV-центрах при оптической накачке. Полученные результаты были опубликованы в журнале Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-021-27470-7). Исследования и разработки велись в рамках проекта «Физические основы использования низкоразмерных полупроводниковых структур в квантовых информационных системах» по государственному заданию Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (№ 0721-2020-0048)
Алмаз – перспективная платформа для квантовых сенсорики, вычислений и криптографии. Основное преимущество алмаза перед другими квантовыми платформами – высокотемпературные характеристики и радиационная стойкость. Первое свойство позволяет рассчитывать на создание квантовых устройств, не требующих принудительного охлаждения, второе свойство позволяет создавать устройства для работы в космосе за пределами защитного кокона магнитного поля Земли
Квантовые процессоры и квантовые сенсоры на основе алмаза в наиболее компактном виде должны строится по фотонной интегральной технологии, т.е. в виде оптических интегральных схем, размещенных непосредственно на алмазном кристалле, и состоящих из интегральных источников направленного света (лазеров), волноводов, микрорезонаторов, кольцевых фильтров и кубитов, представляющих собой фотоактивные центры
Попытки добиться лазерного излучения от NV-центров окраски в алмазе безуспешно велись несколько десятков лет, но развитие технологии синтеза и радиационно-термической обработки алмаза сделали это возможным только сейчас. Это важный шаг на пути к фотонным интегральным схемам, квантовым сенсорам и процессорам на базе алмаза
На данный момент достигнута энергия в импульсе 48 мкДж на длине волны 720 нм с эффективностью ~1 %.
