Разработан новый источник единичных фотонов, обладающий рекордными показателями

Источник единичных фотонов


Ученые-физики из университета Базеля, Швейцария, и Рурского университета в Бохуме, Германия, разработали источник единичных фотонов нового типа, который способен вырабатывать в одну секунду миллиарды этих квантовых частиц. Обладающий рекордным на сегодняшний день показателем эффективности, этот источник становится новым и мощным "стандартным блоком" для целого ряда квантовых технологий, включая технологии квантовых вычислений и коммуникаций.

Ключевым компонентом нового источника является квантовая точка, созданная на базе "искусственного атома" в полупроводниковом материале. Такие квантовые точки уже давно используются в качестве источников фотонов, но все вырабатываемые ими фотоны обычно разлетаются от места их возникновения в случайных направлениях, что приводит к потере большинства из них и к снижению эффективности источника в целом.

В данном случае исследователям удалось решить описанную чуть выше проблему, квантовая точка была размещена в специальном "раструбе", благодаря чему практически все вырабатываемые ею фотоны улавливаются и отправляются в одном заданном направлении. В качестве этого "раструба" выступает полость микрорезонатора, а фотоны, длина которых составляет около двух сантиметров, выходят из оптоволокна, второй конец которого размещен в непосредственной близости от резонатора.

Эффективность такой системы, которая вычисляется, как соотношение энергии готовых к дальнейшему использованию фотонов к суммарной затраченной энергии, составляет 57 процентов. Это более чем в два раза выше, чем эффективность любого подобного источника, созданного ранее. При этом, эффективность и мощность квантовых вычислительных систем на базе таких источников будет превышать эффективность систем на основе других источников уже на порядки, так как эта зависимость имеет весьма и весьма нелинейный характер.

"В течение двух последних лет мы уже имели теоретические доказательства того, что такое возможно в принципе. И теперь нам, наконец, удалось реализовать все наши идеи на практике" - пишут исследователи, - "В ближайшем будущем мы постараемся еще улучшить показатели источника единичных фотонов, одновременно упростив его конструкцию. Параллельно с этим мы будем исследовать возможности его применения в квантовой криптографии, вычислениях и других областях".




Ключевые слова:
Источник, Единичный, Фотон, Эффективность, Квантовая, Точка, Резонатор, Полость

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан источник, способный вырабатывать единичные фотоны при помощи потока ...
  • Ученые научились менять длину волны запутанных фотонов света, что делает их ...
  • Создан сверхскоростной источник света на базе одного "искусственного атома ...
  • Исследователи создали идеальный источник единичных фотонов
  • Новый тип светодиодов, излучающих связанные фотоны - большой шаг на пути ре ...




  • 9 февраля 2021 06:37
    #1 Написал: bagol

    Публикаций: 0
    Комментариев: 28
    а фотоны, длина которых составляет около двух сантиметров
    Это точно были фотоны, а не чьи нибудь какашки?
        
    11 февраля 2021 00:42
    #2 Написал: SiNgLeMaN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 17
    bagol,
    Да уж, писала статью какая-то студентка, а не грамотный научный сотрудник)))
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.