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.

Исследователи из Кембриджского университета разработали новый метод получения единичных фотонов света путем контроля движения отдельных электронов внутри структуры специально разработанного для этих целей светодиода (light-emitting diode, LED). Этот новый метод отличается простотой, тем не менее, он способен поставлять фотоны света со стабильно повторяющимися характеристиками и параметрами, что очень важно с учетом возможности использования такого источника фотонов в областях квантовых вычислений и коммуникаций.

Ученые из университета Дюка, университета Огайо и инженеры компании Quantum Opus обнаружили, что метод, используемый для детектирования единичных фотонов можно использовать для подсчета четырех фотонов, одновременно падающих на поверхность датчика. Данное открытие можно использовать не только в научном и экспериментальном лабораторном оборудовании, его основной областью применения, как считают ученые, станут активно разрабатываемые сейчас квантовые технологии, технологии квантовых вычислений и квантовых коммуникаций.

Одним из элементов будущих квантовых компьютеров являются матрицы надежных источников единичных фотонов, при помощи которых кодируется передаваемая и обрабатываемая информация. Большинство ученых считают квантовые точки различных типов идеальными кандидатами на "должность" таких источников. Однако исследователи из университета Цукубы (University of Tsukuba), Япония, продемонстрировали, что арсенид галлия (GaAs), полупроводниковый материал с добавками атомов некоторых других элементов, является более надежным источником единичных фотонов, нежели квантовые точки любых типов. Использование источников на базе допированного арсенида галлия позволит получить более четкую и определенную последовательность фотонов, при этом, параметры фотонов, излученных из одного или различных таких источников, практически не отличаются друг от друга.

Регистрация единичных фотонов света являлась и является сейчас достаточно тяжелой задачей, требующей сложного, громоздкого и дорогостоящего оборудования. Но не так давно ученые из американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST), используя свой опыт в изготовлении сверхпроводящих нанопроводников, создали новый малогабаритный датчик единичных фотонов, отличающийся самым высоким на сегодняшний день быстродействием, которое равно 74 пикосекундам.

Используя уникальные оптические свойства полупроводниковых квантовых точек, ученые-физики из Базельского университета (University of Basel), Швейцария, и Рурского университета в Бохуме (University of Bochum), Германия, разработали источник света принципиально нового типа, который способен излучать единичные фотоны света. Источник единичных фотонов не должен излучать двух или большего числа фотонов ни при каких условиях, что имеет огромное значение для бурно развивающихся технологий квантовых коммуникаций и квантовых вычислений. Кроме этого, крайне важное значение имеет стабильная яркость источника и идентичность излучаемых им фотонов с точки зрения их длины волны, т.е. цвета.