Заставить фотоны «выходить» парами
Китайские ученые совершили прорыв в создании твердотельных квантовых источников, разработав высокопроизводительный двухфотонный излучатель с рекордными показателями
Короткое резюме
Исследовательская группа из Пекинского института квантовых информационных наук (Пекинский институт квантовых информационных наук) под руководством главного ученого Юань Чжиляана добилась значительного прорыва в области твердотельных квантовых источников света. Ученые успешно разработали высокопроизводительный двухфотонный излучатель, результаты которого опубликованы в престижном международном научном журнале Nature Materials.
Ранее получение пар взаимосвязанных фотонов было случайным процессом, основанным на облучении нелинейных кристаллов лазером — вероятность могла дать как ноль, так и несколько пар одновременно. Новая технология использует уникальную связку квантовой точки и микрорезонатора, создавая «секретный канал» для фотонов. Они накапливаются в «темном состоянии», а затем через специальный микрорезонатор, диаметром около 2 микрон (размером с ноготь), синхронно «выходят парами». Доля пар фотонов в излучении составила 98,3%, а эффективность сбора — 29,9%.
Созданные «тренированные» пары фотонов открывают путь к принципиально новым технологиям. В квантовой связи они образуют невскрываемую сеть: один фотон передает информацию, другой выступает как «удостоверение личности» для верификации. В квантовой визуализации и метрологии парные фотоны позволяют в разы снизить шум и достичь сверхвысокого разрешения, преодолевающего классические квантовые пределы. В перспективе такие источники станут ключевым элементом для объединения узлов в сетях квантовых вычислений и квантовой связи.
Разработан контролируемый двухфотонный источник
Китайские ученые создали высокопроизводительный твердотельный излучатель, способный генерировать пары фотонов с рекордной долей в 98,3% и эффективностью сбора 29,9%
Использована технология «темного состояния» с микрорезонатором
Фотоны накапливаются в квантовой точке через «темное» состояние, а затем синхронно выходят через микрорезонатор диаметром около 2 микрон, обеспечивая согласованность пар
Решена проблема случайности генерации пар
В отличие от традиционных методов (случайное столкновение при облучении кристаллов), новая технология обеспечивает детерминированное появление пар фотонов, а не вероятностное
Открыт путь к практическим применениям
Разработка может использоваться для создания невскрываемых квантовых систем связи, сверхточных квантовых сенсоров и объединения квантовых узлов в сети
Текст сгенерирован с использованием ИИ
