מקור פוטונים יחיד שפותח על ידי פיזיקאים אוסטרלים יכול לייצר יותר מ-10 מיליון טונות של חיי פוטונים.
בורון ניטריד משושה והשתמשו בו בעברכדי ליצור מקור של פוטונים בודדים שיכולים לפעול בטמפרטורת החדר, מציינים החוקרים. עם זאת, עד כה איש לא הצליח להשיג את היעילות הנדרשת ליישום המעשי של המכשיר.
"ככלל, לשפר מקורות על סמךבורון ניטריד משתמש במיקום מדויק של הפולט או ננוטכנולוגיה, אומרת הלן זנג, חוקרת באוניברסיטה לטכנולוגיה בסידני ומחברת שותפה של העבודה. "זה הופך את המכשירים למורכבים, קשים להרחבה וחסרי הישג לייצור המוני."
במקום זאת, זנג ועמיתיה השתמשו בעדשת טבילה קשיחה כדי למקד את הפוטונים המגיעים מפולט פוטון בודד. עדשות אלו זמינות מסחרית וקלות לייצור.
חוקרים שילבו את המקור החדש שלהםפוטונים בודדים עם מיקרוסקופ קונפוקאלי כף יד מותאם אישית המודד פוטונים בודדים בטמפרטורת החדר. המערכת שפותחה יכולה לבצע הצפנה על בסיס מפתחות מבוזרים קוונטיים.
מקור פוטון בודד וקונפוקאליהמיקרוסקופ נמצא במארז עמיד בגודל 50X50 ס"מ בלבד. משקל המכשיר כ-10 ק"ג. בית המכשיר מגן על המקור מפני רעידות ואור מפוזר.
תמונה: הלן זנג, האוניברסיטה לטכנולוגיה סידני
"המכשיר שלנו קל יותר לשימוש ועוד הרבה יותרקטן יותר משולחנות אופטיים מסורתיים שתופסים מעבדות שלמות", אומר זנג. "ניתן להשתמש בו עם מערכות מחשוב קוונטי ולהתאים אותו לעבודה עם תשתית תקשורת קיימת."
בדיקה של מקור חדש של פוטונים בודדים, לפילדברי המפתחים, הם הראו שהוא יכול להשיג קצבי איסוף פוטון בודדים של 10.7 הרץ תוך שמירה על טוהר מעולה. המשמעות היא שההסתברות לשדר מספר פוטונים בפולס אחד קטנה ביותר. המכשיר הראה פעולה יציבה במשך מספר שעות.
מדענים גם הוכיחו את היכולתמכשירים לביצוע הצפנה קוונטית. מידע מוגן על ידי הפצת מפתח קוונטי עם קצב חזרות של 20 מגה-הרץ הועבר בהצלחה למרחק של מספר קילומטרים מהמקור.
התפלגות מפתח קוונטי היאשיטת אבטחת מידע עמידה בפני פריצה. התכונות הקוונטיות של האור משמשות להצפנה ולפענוח נתונים. כדי לבנות מערכות כאלה, נדרשים מקורות אמינים ובהירים הפולטים אור בצורה של שרשרת של פוטונים בודדים. רוב המקורות המודרניים של פוטון בודד פועלים היטב רק בטמפרטורות קריוגניות של מאות מעלות מתחת לאפס, מה שמגביל את היישום המעשי של מכשירים כאלה.
קרא עוד
"האלמנט החמישי" קיים: ניסוי חדש יאשר שהמידע הוא מהותי
הרפטולוגים גילו מדוע נחשים אינם נחנקים כאשר הם נחנקים ובולעים את טרפם
הגלולות הראשונות למניעת הריון לגברים הופיעו, יעילותן היא 99%