Един източник на фотони, разработен от австралийски физици, може да произведе повече от 10 милиона тона фотонен живот.
Шестоъгълен борен нитрид и използван предиза създаване на източник на единични фотони, които могат да работят при стайна температура, отбелязват изследователите. Досега обаче никой не е успял да постигне необходимата ефективност за практическото приложение на устройството.
„Като правило, за подобряване на източниците въз основа наБорният нитрид използва прецизно позициониране на емитера или нанотехнологията, казва Хелън Зенг, изследовател от Технологичния университет в Сидни и съавтор на работата. "Това прави устройствата сложни, трудни за мащабиране и недостъпни за масово производство."
Вместо това Зенг и нейните колеги използваха твърда потапяща леща, за да фокусират фотоните, идващи от еднофотонен емитер. Тези лещи се предлагат в търговската мрежа и са лесни за производство.
Изследователите са комбинирали своя нов източникединични фотони с персонализиран ръчен конфокален микроскоп, който измерва единични фотони при стайна температура. Разработената система може да извършва криптиране на базата на квантово разпределени ключове.
Източник на единичен фотон и конфокаленМикроскопът е поставен в здрава кутия с размери само 50 х 50 см. Теглото на устройството е около 10 кг. Корпусът на устройството предпазва източника от вибрации и разсеяна светлина.
Изображение: Хелън Зенг, Технологичен университет в Сидни
„Нашето устройство е по-лесно за използване и много повечепо-малки от традиционните оптични маси, които заемат цели лаборатории“, казва Зенг. „Може да се използва с квантови изчислителни системи и да се адаптира за работа със съществуваща телекомуникационна инфраструктура.“
Тестване на нов източник на единични фотони, споредСпоред разработчиците те са показали, че може да постигне скорости на събиране на единични фотони от 10,7 Hz, като същевременно поддържа отлична чистота. Това означава, че вероятността за предаване на няколко фотона в един импулс е изключително малка. Устройството показа стабилна работа в продължение на няколко часа.
Учените също са демонстрирали способността сиустройства за извършване на квантово криптиране. Информацията, защитена чрез разпределение на квантов ключ с честота на повторение от 20 MHz, е успешно предадена на разстояние от няколко километра от източника.
Разпределението на квантовия ключ еметод за информационна сигурност, устойчив на хакване. Квантовите свойства на светлината се използват за криптиране и декриптиране на данни. За конструирането на такива системи са необходими надеждни и ярки източници, излъчващи светлина под формата на верига от единични фотони. Повечето съвременни еднофотонни източници работят добре само при криогенни температури стотици градуси под нулата, което ограничава практическото приложение на такива устройства.
Прочетете още
„Петият елемент“ съществува: нов експеримент ще потвърди, че информацията е материална
Херпетолозите откриха защо змиите не се задушават, когато се задавят и поглъщат плячката си
Появиха се първите мъжки противозачатъчни хапчета, тяхната ефективност е 99%