Η μοναδική πηγή φωτονίων, που αναπτύχθηκε από Αυστραλούς φυσικούς, μπορεί να παράγει περισσότερα από 10 εκατομμύρια.
Εξαγωνικό νιτρίδιο βορίου και χρησιμοποιήθηκε προηγουμένωςγια τη δημιουργία μιας πηγής μεμονωμένων φωτονίων που μπορούν να λειτουργήσουν σε θερμοκρασία δωματίου, σημειώνουν οι ερευνητές. Ωστόσο, μέχρι στιγμής κανείς δεν έχει καταφέρει να επιτύχει την αποτελεσματικότητα που απαιτείται για την πρακτική εφαρμογή της συσκευής.
«Κατά κανόνα, για τη βελτίωση των πηγών με βάσηΤο νιτρίδιο του βορίου χρησιμοποιεί ακριβή τοποθέτηση του πομπού ή τη νανοτεχνολογία, λέει η Helen Zeng, ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Σίδνεϊ και συν-συγγραφέας του έργου. «Αυτό καθιστά τις συσκευές πολύπλοκες, δύσκολες στην κλίμακα και απρόσιτες για μαζική παραγωγή».
Αντίθετα, η Zeng και οι συνεργάτες της χρησιμοποίησαν έναν σκληρό φακό εμβάπτισης για να εστιάσουν τα φωτόνια που προέρχονται από έναν πομπό ενός φωτονίου. Αυτοί οι φακοί διατίθενται στο εμπόριο και είναι εύκολο να κατασκευαστούν.
Οι ερευνητές συνδύασαν τη νέα τους πηγήμεμονωμένα φωτόνια με προσαρμοσμένο συνεστιακό μικροσκόπιο χειρός που μετρά μεμονωμένα φωτόνια σε θερμοκρασία δωματίου. Το ανεπτυγμένο σύστημα μπορεί να εκτελέσει κρυπτογράφηση με βάση τα κβαντικά κατανεμημένα κλειδιά.
Μονή πηγή φωτονίου και ομοεστιακήΤο μικροσκόπιο στεγάζεται σε ανθεκτική θήκη διαστάσεων μόνο 50 x 50 εκ. Το βάρος της συσκευής είναι περίπου 10 κιλά. Το περίβλημα της συσκευής προστατεύει την πηγή από κραδασμούς και διάσπαρτο φως.
Εικόνα: Helen Zeng, University of Technology Sydney
«Η συσκευή μας είναι πιο εύκολη στη χρήση και πολλά άλλαμικρότερο από τα παραδοσιακά οπτικά τραπέζια που καταλαμβάνουν ολόκληρα εργαστήρια», λέει ο Zeng. «Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με συστήματα κβαντικών υπολογιστών και να προσαρμοστεί για να λειτουργεί με την υπάρχουσα τηλεπικοινωνιακή υποδομή».
Δοκιμή μιας νέας πηγής μεμονωμένων φωτονίων, σύμφωνα μεΣύμφωνα με τους προγραμματιστές, έδειξαν ότι μπορεί να επιτύχει ρυθμούς συλλογής μεμονωμένων φωτονίων 10,7 Hz διατηρώντας παράλληλα εξαιρετική καθαρότητα. Αυτό σημαίνει ότι η πιθανότητα μετάδοσης πολλών φωτονίων σε έναν παλμό είναι εξαιρετικά μικρή. Η συσκευή έδειξε σταθερή λειτουργία για αρκετές ώρες.
Οι επιστήμονες έχουν επίσης αποδείξει την ικανότητασυσκευές για την εκτέλεση κβαντικής κρυπτογράφησης. Οι πληροφορίες που προστατεύονται από διανομή κβαντικού κλειδιού με ρυθμό επανάληψης 20 MHz έχουν μεταδοθεί με επιτυχία σε απόσταση πολλών χιλιομέτρων από την πηγή.
Η διανομή κβαντικού κλειδιού είναιμέθοδος ασφάλειας πληροφοριών ανθεκτική στο hacking. Οι κβαντικές ιδιότητες του φωτός χρησιμοποιούνται για την κρυπτογράφηση και την αποκρυπτογράφηση δεδομένων. Για την κατασκευή τέτοιων συστημάτων, απαιτούνται αξιόπιστες και φωτεινές πηγές που εκπέμπουν φως με τη μορφή μιας αλυσίδας μεμονωμένων φωτονίων. Οι περισσότερες σύγχρονες πηγές ενός φωτονίου λειτουργούν καλά μόνο σε κρυογονικές θερμοκρασίες εκατοντάδες βαθμούς κάτω από το μηδέν, γεγονός που περιορίζει την πρακτική εφαρμογή τέτοιων συσκευών.
Διαβάστε περισσότερα
Το «πέμπτο στοιχείο» υπάρχει: ένα νέο πείραμα θα επιβεβαιώσει ότι οι πληροφορίες είναι υλικές
Οι ερπετολόγοι ανακάλυψαν γιατί τα φίδια δεν ασφυκτιούν όταν πνίγονται και καταπίνουν τη λεία τους
Εμφανίστηκαν τα πρώτα ανδρικά αντισυλληπτικά χάπια, η αποτελεσματικότητά τους είναι 99%