Квантовый источник с рекордными показателями разработали в Базеле

Эффективный источник одиночных фотонов разработали исследователи из Базельского и Рурского университетов, 28 января сообщает Phys.org.

Производительность нового источника превосходит все имеющиеся аналоги. Благодаря своей рекордной эффективности источник фотонов найдет применение в качестве элемента квантовых технологий.

Каждый фотон создается путем возбуждения одного «искусственного атома» (квантовой точки) внутри полупроводника. Обычно эти фотоны покидают квантовую точку во всех возможных направлениях, и, таким образом, большая часть теряется. Исследователи из Базеля решили эту проблему, поместив квантовую точку внутри специального микрорезонатора, чтобы направить все генерируемые фотоны в нужном направлении — в оптическое волокно.

Эффективность всей системы — то есть вероятность того, что возбуждение квантовой точки действительно приведет к полезному фотону, — составляет 57 процентов, что более чем вдвое больше, чем у предыдущих однофотонных источников.

«Увеличение эффективности создания одного фотона в два раза приводит к общему улучшению в миллион раз для цепочки, скажем, 20 фотонов. В будущем мы хотели бы сделать наш однофотонный источник еще лучше: мы хотели бы упростить его и расширить некоторые из его бесчисленных применений в квантовой криптографии, квантовых вычислениях и других технологиях», — заявил один из исследователей.

Напомним, квантовая криптография позволит организовать абсолютно безопасную передачу данных. Носителями информации в этой технологии являются струны одиночных фотонов. Информация может храниться в квантовых состояниях световых частиц и передаваться на большие расстояния.

В будущем предполагается организовать взаимодействие между удаленными квантовыми процессорами с помощью одиночных фотонов. И, возможно, сам процессор будет использовать фотоны в качестве квантовых битов для вычислений.