Группа исследователей из Пекинской академии наук о квантовой информации (Китай) смогли разработать инновационное устройство для генерации пар фотонов с огромной точностью. Так, в процессе экспериментов фотонные пары составили 98,3% собранного света. Эффективность устройства ученые оценили в 29,9%.
Ученые создали миниатюрное устройство, использующее крошечную квантовую точку внутри очень маленького оптического резонатора. Когда в квантовую точку добавляется второй электрон, происходит каскадный процесс, в результате которого испускаются два фотона. Ученые измерили, насколько сильно эти фотоны связаны друг с другом, и получили значение двухфотонной корреляции 3,97, что говорит о высокой вероятности их одновременного появления.
Обычно для создания пар фотонов используют кристаллы, но они работают непредсказуемо. Так, кристаллы могут выпустить несколько пар фотонов сразу, создавая помехи в квантовых технологиях. Новое устройство решает эту проблему, используя всего один источник фотонов — квантовую точку. Это позволяет получать пары фотонов более точно и без фонового шума.
Сейчас устройство работает только при очень низкой температуре (ниже -263°C). Чтобы сделать его полезным в реальных приложениях, ученые стремятся поднять рабочую температуру до -196°C, используя жидкий азот для охлаждения. Они также ищут другие материалы, которые могли бы работать при более комфортных условиях. Такие пары фотонов могут быть использованы для защиты информации в квантовой криптографии, создания сверхчувствительных датчиков и улучшения качества медицинской диагностики.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как был найден способ без потерь управлять распространением света в 3D-пространстве.
