Een nieuwe bron van enkelvoudige fotonen voor kwantumcryptografie wordt voorgesteld

Een nieuwe bron van afzonderlijke fotonen voor kwantumcryptografie, qubits en meer. Uniciteit van de ontwikkeling

is die spectraal zuivere singlefotonen worden bij kamertemperatuur uitgezonden in een breed instelbaar golflengtebereik. In tegenstelling tot andere emitters zijn de processen mogelijk onder normale omgevingsomstandigheden, waardoor de toepassing ervan wordt uitgebreid.

Het is de demonstratie van de hoge zuiverheid van enkel foton inHet infraroodbereik heeft directe toepassingen op gebieden zoals de distributie van quantumsleutels voor veilige communicatie, legt Viktor Klimov uit. Hij is de hoofdauteur van een paper gepubliceerd in het tijdschrift Nature Nanotechnology.

Om kwantumdots (pillendoosjes) te creëren die uitzendenenkele fotonen, gebruikten wetenschappers de synthese in oplossing van colloïdale nanodeeltjes. De kwantumstippen die in de loop van chemische processen worden verkregen, zijn een cadmiumselenidekern in een cadmiumsulfide-omhulsel. Om dergelijke structuren om te zetten in enkele foton-emitters, brachten de onderzoekers een laag kwiksulfide aan tussen de schaal en de kern. Het bleek dat een simpele toename van de dikte van de tussenlaag op discrete wijze de golflengte van de fotonenstraling verandert.

Zachary (Zack) Robinson (links) en Vladimir Saevich (rechts) maken deel uit van het team dat deze infrarood uitzendende kwantumstippen heeft ontwikkeld.

Nieuwe structuren zijn veel beter dan bestaandeNabij-infrarode kwantumdots vertonen deze nieuwe structuren "niet-knipperende" hogesnelheidsemissie op het niveau van één punt, en een bijna perfecte zuiverheid van één foton bij kamertemperatuur (wat "kwantumlicht" produceert). Ze zijn stabiel onder zowel optische als elektrische excitatie.

“Dit is nog maar de eerste stap.Om volledig gebruik te kunnen maken van ‘kwantumlicht’ is het noodzakelijk om de niet-onderscheidbaarheid van fotonen te bereiken. Dat wil zeggen: zorg ervoor dat alle uitgezonden fotonen kwantummechanisch identiek zijn. Dit is een uiterst moeilijke taak, die we in ons project verder zullen aanpakken”, besluit Viktor Klimov.

Lees verder

De meest stormachtige plek op aarde: waarom Drake Passage de gevaarlijkste route naar Antarctica is

Astrofysici hebben de eerste biljoenste van een seconde van de oerknal gemodelleerd

Mars Express hielp uitzoeken waar en hoe het water van de Rode Planeet verdween