La singola sorgente di fotoni, sviluppata dai fisici australiani, può produrne più di 10 milioni.
Nitruro di boro esagonale e precedentemente utilizzatoper creare una sorgente di singoli fotoni in grado di operare a temperatura ambiente, osservano i ricercatori. Tuttavia, finora nessuno è stato in grado di raggiungere l'efficienza richiesta per l'applicazione pratica del dispositivo.
“Di norma, per migliorare le fonti basate suIl nitruro di boro utilizza il posizionamento preciso dell'emettitore o nanotecnologia, afferma Helen Zeng, ricercatrice presso l'Università di Tecnologia di Sydney e coautrice del lavoro. "Questo rende i dispositivi complessi, difficili da scalare e fuori portata per la produzione di massa".
Invece, Zeng e i suoi colleghi hanno utilizzato una lente a immersione rigida per mettere a fuoco i fotoni provenienti da un singolo emettitore di fotone. Queste lenti sono disponibili in commercio e facili da produrre.
I ricercatori hanno combinato la loro nuova fontesingoli fotoni con un microscopio confocale portatile personalizzato che misura singoli fotoni a temperatura ambiente. Il sistema sviluppato può eseguire la crittografia basata su chiavi distribuite quantistiche.
Sorgente a singolo fotone e confocaleIl microscopio è alloggiato in una custodia resistente che misura solo 50 x 50 cm. Il peso del dispositivo è di circa 10 kg. L'involucro dell'apparecchio protegge la sorgente dalle vibrazioni e dalla luce diffusa.
Immagine: Helen Zeng, Università di Tecnologia di Sydney
“Il nostro dispositivo è più facile da usare e molto altro ancorapiù piccoli dei tradizionali tavoli ottici che occupano interi laboratori", afferma Zeng. "Può essere utilizzato con i sistemi di calcolo quantistico e adattato per funzionare con l'infrastruttura di telecomunicazioni esistente".
Sperimentazione di una nuova sorgente di fotoni singoli, secondoSecondo gli sviluppatori, hanno dimostrato di poter raggiungere velocità di raccolta di singoli fotoni di 10,7 Hz mantenendo un'eccellente purezza. Ciò significa che la probabilità di trasmettere più fotoni in un impulso è estremamente ridotta. Il dispositivo ha mostrato un funzionamento stabile per diverse ore.
Gli scienziati hanno anche dimostrato la capacitàdispositivi per eseguire la crittografia quantistica. Le informazioni protette dalla distribuzione della chiave quantistica con una frequenza di ripetizione di 20 MHz sono state trasmesse con successo su una distanza di diversi chilometri dalla sorgente.
La distribuzione della chiave quantistica èmetodo di sicurezza delle informazioni resistente all'hacking. Le proprietà quantistiche della luce vengono utilizzate per crittografare e decrittografare i dati. Per costruire tali sistemi sono necessarie sorgenti luminose e affidabili che emettono luce sotto forma di una catena di singoli fotoni. La maggior parte delle moderne sorgenti a fotone singolo funziona bene solo a temperature criogeniche centinaia di gradi sotto lo zero, il che limita l'applicazione pratica di tali dispositivi.
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