호주 물리학자들이 개발한 단일 광자 소스는 천만 개 이상을 생산할 수 있습니다.
육방정계 질화붕소 및 기존 사용연구원들은 실온에서 작동할 수 있는 단일 광자의 소스를 생성한다고 말합니다. 그러나 지금까지 아무도 장치의 실제 적용에 필요한 효율성을 달성하지 못했습니다.
"원칙적으로 다음을 기반으로 소스를 개선하기 위해질화붕소는 에미터 또는 나노기술의 정확한 위치를 사용한다고 시드니 공과대학(University of Technology Sydney)의 연구원이자 이 연구의 공동 저자인 Helen Zeng가 말했습니다. "이로 인해 장치가 복잡하고 확장이 어려우며 대량 생산이 불가능합니다."
대신 Zeng와 그녀의 동료들은 단일 광자 방출기에서 나오는 광자의 초점을 맞추기 위해 단단한 침지 렌즈를 사용했습니다. 이 렌즈는 상업적으로 이용 가능하며 제조하기 쉽습니다.
연구원들은 새로운 소스를 결합했습니다실온에서 단일 광자를 측정하는 맞춤형 휴대용 공초점 현미경을 갖춘 단일 광자. 개발된 시스템은 양자 분산 키를 기반으로 암호화를 수행할 수 있습니다.
단일 광자 소스 및 공초점현미경은 50 x 50 cm 크기의 내구성 있는 케이스에 들어 있습니다. 장치의 무게는 약 10 kg입니다. 장치 하우징은 진동과 산란광으로부터 광원을 보호합니다.
이미지: Helen Zeng, 시드니 공과 대학
“우리 기기는 사용하기 쉽고 훨씬 더전체 연구실을 차지하는 기존 광학 테이블보다 작습니다.”라고 Zeng은 말합니다. "양자 컴퓨팅 시스템과 함께 사용할 수 있으며 기존 통신 인프라와 함께 작동하도록 조정할 수 있습니다."
에 따르면 단일 광자의 새로운 소스 테스트개발자에 따르면 우수한 순도를 유지하면서 10.7Hz의 단일 광자 수집 속도를 달성할 수 있음을 보여주었습니다. 이는 한 펄스에서 여러 광자를 전송할 확률이 극히 낮다는 것을 의미합니다. 장치는 몇 시간 동안 안정적인 작동을 보였습니다.
과학자들은 또한 능력을 입증했습니다양자 암호화를 수행하는 장치. 20MHz의 반복 속도로 양자 키 배포로 보호되는 정보는 소스에서 몇 킬로미터 떨어진 거리에서 성공적으로 전송되었습니다.
양자 키 배포는해킹에 강한 정보보호 방법. 빛의 양자 속성은 데이터를 암호화하고 해독하는 데 사용됩니다. 이러한 시스템을 구성하려면 단일 광자의 사슬 형태로 빛을 방출하는 안정적이고 밝은 광원이 필요합니다. 대부분의 최신 단일 광자 소스는 영하 수백도의 극저온에서만 잘 작동하므로 이러한 장치의 실제 적용이 제한됩니다.
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