オーストラリアの物理学者によって開発された単一光子源は、1,000 万以上の光子を生成することができます。
六方晶窒化ホウ素および以前に使用された研究者たちは、室温で動作できる単一光子のソースを作成することを指摘しています。しかし、これまでのところ、デバイスの実用化に必要な効率を達成することはできませんでした。
「原則として、窒化ホウ素は、エミッターまたはナノテクノロジーの正確な位置決めを使用していると、シドニー工科大学の研究者であり、この研究の共著者であるヘレン・ゼンは述べています。 「これにより、デバイスが複雑になり、拡張が難しくなり、大量生産には届きません。」
代わりに、Zengと彼女の同僚は、ハードイマージョンレンズを使用して、単一光子エミッターからの光子の焦点を合わせました。これらのレンズは市販されており、製造が容易です。
研究者たちは新しい情報源を組み合わせた室温で単一光子を測定するカスタムハンドヘルド共焦点顕微鏡を使用した単一光子。開発されたシステムは、量子分散鍵に基づいて暗号化を実行できます。
単一光子源と共焦点顕微鏡はわずか50×50cmの丈夫なケースに収められており、装置の重量は約10kgです。デバイスのハウジングは、光源を振動や散乱光から保護します。
画像：シドニー工科大学ヘレン・ゼン
「私たちのデバイスは使いやすく、はるかにラボ全体を占める従来の光学テーブルよりも小さいです」とZeng氏は言います。 「量子コンピューティングシステムで使用でき、既存の通信インフラストラクチャと連携するように適合させることができます。」
によると、新しい単一光子源のテスト開発者によると、優れた純度を維持しながら、10.7 Hzの単一光子収集率を達成できることを示しました。これは、1 つのパルスで複数の光子が送信される確率が非常に小さいことを意味します。デバイスは数時間にわたって安定した動作を示しました。
科学者もその能力を実証しました量子暗号化を実行するデバイス。 20 MHzの繰り返し率の量子鍵配送によって保護された情報は、ソースから数キロメートルの距離で正常に送信されました。
量子鍵配送はハッキングに強い情報セキュリティ手法。光の量子特性は、データの暗号化と復号化に使用されます。このようなシステムを構築するには、単一光子の連鎖の形で光を放出する信頼性の高い明るい光源が必要です。最新の単一光子源のほとんどは、ゼロより数百度低い極低温でのみうまく機能するため、このようなデバイスの実際のアプリケーションは制限されます。
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