Ostale novice

Matija Koterle, Jure Pirman, Tadej Mežnaršič, Katja Gosar, Erik Zupanič in Peter Jeglič iz Odseka za fiziko trdne slovi F5 so skupaj s sodelavci iz Odseka za teoretično fiziko F1 in Fakultete za elektrotehniko objavili članek v reviji EPJ Quantum Technology z naslovom Mbit/s-range alkali vapour spin noise quantum random number generators.

Kvantni generatorji naključnih števil na osnovi spinskega šuma so se prvič pojavili leta 2008, vendar zanje ni bilo velikega zanimanja saj je bitna hitrost omejena s transverzalnim relaksacijskim časom, ki je tipično reda kbit/s za celice s plinom alkalijskih kovin in premazom. V članku raziskovalci predstavijo dve izboljšavi kvantnega generatorja naključnih števil na osnovi spinskega šuma. Prvič, izboljšan protokol za generacijo bitov omogoča hitrejše generiranje bitov z le majhnim povečanjem korelacij med zaporednimi biti. Drugič, bitno hitrost povečajo z zmanjšanjem transverzalnega relaksacijskega časa, kar dosežejo  z uporabo celice brez premaza, višjo temperaturo in dodatnim magnetnim gradientom. Tako so povečali bitno hitrost na 1.04 Mbit/s. Kvaliteto generiranih bitov so analizirali z oceno entropije in primerjali metode ekstrakcije bitov za generacijo visoko-entropijskih nizov bitov. Entropijo pravilno ocenijo s pomočjo stohastičnega modela in numeričnih simulacij.

Sodelavci Odseka za fiziko trdne snovi F5 Aljaž Kavčič, mag. fiz., dr. Rok Podlipec, Ana Krišelj, mag. biokem., dr. Andreja Jelen in doc. dr. Matjaž Humar so v sodelovanju s kolegom iz Fakultete za strojnišvo v reviji Nanoscale objavi članek z naslovom Intracellular biocompatible hexagonal boron nitride quantum emitters as single-photon sources and barcodes.

V tem delu je predstavljena realizacija emisije posameznih fotonov iz barvnih centrov v heksagonalnem borovem nitridu (hBN) internaliziranih v živih celicah ter njihova uporaba kot celične črtne kode. Detektirana svetloba, opažena kot svetle točke znotraj celic, izkazuje izrazite eno-fotonske karakteristike ter dolgoročno stabilnost brez degradacije in spektralnih premikov. Na račun razlikujočih se spektralnih lastnosti posameznih barvnih centrov le te lahko uporabimo kot optične črtne kode. Posamezno črtno kodo lahko predstavimo kot eno izmed 470 razločljivih stanj, medtem ko s kombinacijo zgolj nekaj barvnih centrov na celico v principu lahko edinstveno označimo praktično neomejeno število celic. Predstavljene črtne kode krasijo lastnosti kot so enostavnost proizvedbe, biokompatibilnost in biodegradacija, emisijska stabilnost, nanometrska velikost ter ogromno število unikatnih črtnih kod, hkrati pa njihova lastnost emisije posameznih fotonov ponuja možnost razširitve predstavljenih konceptov na področja kvantne senzorike ter super resolucijske mikroskopije.