Уникальное сочетание таких свойств, как теплопроводность, низкое тепловое расширение и механическая прочность, делает алмазные кристаллы отличным кандидатом для мощных непрерывных и ультракоротких лазеров. Характеристики алмаза таковы, что они позволят работать устройствам на его основе при комнатной и повышенной температуре, при высоких уровнях радиации или в условиях химически агрессивных сред.
— Энергетические затраты при производстве синтетического алмаза в последнее время стали кратно ниже, чем при добыче и извлечении природного алмаза из породы. Технологии синтеза алмаза развивались, благодаря чему данный материал стал коммерчески доступен и теперь готов к активному использованию в электронике и фотонике. Помимо квантовых технологий, он найдёт своё применение в радиационно-стойкой, высокотемпературной и силовой электронике, — объясняет заведующий лабораторией квантовых информационных технологий РФФ ТГУ Евгений Липатов.
По словам Евгения Липатова, когда в 2000 г. он, будучи магистрантом кафедры квантовой электроники и фотоники РФФ ТГУ, начал исследовать свойства алмаза, в его распоряжении был только один образец, который в то время был редким и дорогим материалом для исследований. Сегодня же синтетический алмаз начинает активно проникать в квантовые технологии: сенсорику, вычисления и криптографию.
В 2020 г. при грантовой поддержке Министерства науки и образования РФ на радиофизическом факультете ТГУ была организована лаборатория квантовых информационных технологий, костяк которой составили учёные и преподаватели кафедры квантовой электроники и фотоники РФФ и учёные Института сильноточной электроники СО РАН.
— Мы нацелены на изучение физических основ и создание квантовой элементной базы для сенсоров магнитного поля, интегральных лазеров, систем квантовой криптографии и квантовых вычислений. Так, мы впервые в мире продемонстрировали лазерное излучение на NV-центрах в алмазе при оптическом возбуждении. Сейчас энергия в импульсе нашего алмазного лазера выросла на 3 порядка и составляет десятки микроджоулей. Таким образом, мы приближаемся к созданию предпромышленного образца, — сказал Евгений Липатов.