Исследователи создали идеальный источник единичных фотонов

d5b662912fda84afa91f763d13a075c3

Испoльзуя уникaльныe oптичeскиe свoйствa пoлупрoвoдникoвыx квaнтoвыx тoчeк, учeныe-физики из Бaзeльскoгo унивeрситeтa (University of Basel), Швeйцaрия, и Рурского университета в Бохуме (University of Bochum), Неметчина, разработали источник света принципиально нового типа, который способен излучать единичные фотоны света. Источник единичных фотонов неважный (=маловажный) должен излучать двух или большего числа фотонов ни при каких условиях, по какой причине имеет огромное значение для бурно развивающихся технологий квантовых коммуникаций и квантовых вычислений. За вычетом этого, крайне важное значение имеет стабильная яркость источника и идентичность излучаемых им фотонов с точки зрения их длины волны, т.е. цвета.

Создание таких стабильных источников единичных фотонов было невозможным делом даже если в не очень далеком прошлом. Благодаря бурному развитию современных технологий подобные источники еще были созданы, но по некоторым параметрам они все уступают новому источнику, кой с многих точек зрения уже можно считать первым в истории науки «идеальным источником», имеющим стабильные значения его основных параметров.

Высокая стабильность параметров нового источника стала следствием использования полупроводниковых квантовых точек. Квантовая знак — это область, состоящая из нескольких сотен атомов, которые демонстрируют свойства полупроводникового материала при некоторых условиях. В пределах сих точек может быть произведен захват отдельных электронов, имеющих строго определенное квантовое состояние — поверхность их энергии. И когда квантовое состояние электрона разрушается вследствие явления квантовой декогеренции, квантовая пятнышко излучает единичный фотон света со строго определенными параметрами.

Группа ученых, возглавляемая доктором Андреасом Кулманом (Dr. Andreas Kuhlmann) и профессором Ричардом Дж. Варбертоном (Prof. Richard J. Warburton), во время предыдущих исследований выяснила, отчего однородность излучаемых фотонов света может быть увеличена за счет уменьшения колебаний вращения ядер атомов материала квантовой точки. А без лишних разговоров им удалось реализовать технологию управления вращением атомов, которая стабилизирует сие вращение до такой степени, что фотоны, излученные квантовой точкой инда через большие промежутки времени, имеют абсолютно идентичные параметры, в том числе и их качество.

Следует заметить, что квантовая криптография, коммуникации и вычисления являются далеко невыгодный единственными областями, где могут быть использованы источники единичных фотонов. Подобные источники, вслед за счет их малых размеров и низкого количества потребляемой энергии, могут использоваться в сверхминиатюрных электронных и медицинских устройствах, они могут стать основой оптических каналов, связывающих воедино неравные узлы и схемы одного цифрового чипа, увеличивая скорость передачи информации и, отсюда следует, вычислительную мощность чипа в целом.