Группа ученых разработала оптическую установку для отправки квантового света через волокно локализации
実験の模式図。画像: Alexander Demuth 他、通信物理学
物理学者が行った実験では、特別な位相分割光ファイバーは、送信機と受信機を接続します。 1つ目は量子光源です。非線形結晶での自発的なパラメトリック ダウンコンバージョンにより、量子相関光子対を生成します。
生成プロセス中に、1 つの高エネルギーの光子が、それぞれがより低いエネルギーを持つ光子のペアに変換されます。このようなペアの波長は 810 nm です。
受信機として、物理学者が使用した単一光子アバランシェ ダイオード (SPAD) を備えたマトリックス カメラ。このようなカメラは、従来の CMOS カメラとは異なり、非常に感度が高く、非常に低いノイズ レベルで単一光子を検出できると科学者は説明しています。さらに、時間分解能が非常に高いため、単一光子の「到着」時刻が高精度でわかります。
相分割ファイバー:ファイバー構造 (a)、理想的な (b) ファイバーと実際の (c) ファイバーにおける光伝搬のスキーム。 2 番目のケースでは、光が部分的に散乱し、ローカライズされたモード間をジャンプします。画像: Alexander Demuth 他、通信物理学
実験中に SPAD アレイが発見し、同時に到着する (一致する) 光子のペアを識別します。ペアは量子相関しているため、2 つの光子のうちの 1 つがどこにあるかがわかれば、もう 1 つの光子の位置がわかります。チームは、量子光を送信する前後にこの相関をテストし、光子の空間的反相関が実際に持続することを示すことに成功しました。
研究者は研究を続けています技術の向上。特に、彼らは減衰の影響を最小限に抑える光ファイバーを作成することを計画しています。これにより、関連するデータの伝送範囲が広がります。
従来のシングルモード光とは異なり単一コア、位相分割ファイバー (PSF)、または位相分割を備えたアンダーソン ローカライゼーション ファイバーを介してデータを送信するファイバーは、2 つの異なる屈折率を持つガラス マトリックスに埋め込まれた多くのガラス フィラメントで構成されます。材料には 2 つの屈折率があるため、横方向の乱れが生じ、材料内の光が横 (2 次元) アンダーソン局在化します。
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表紙: 量子光を伝送するためのセットアップの図。画像: ICFO/ A. クエバス