Een enkele fotonbron, ontwikkeld door Australische natuurkundigen, zou meer dan 10 miljoen ton fotonleven kunnen produceren.
Zeshoekig boornitride en eerder gebruiktom een bron van enkele fotonen te creëren die bij kamertemperatuur kan werken, merken de onderzoekers op. Tot nu toe heeft echter niemand de efficiëntie kunnen bereiken die nodig is voor de praktische toepassing van het apparaat.
“In de regel, om bronnen te verbeteren op basis vanBoornitride maakt gebruik van nauwkeurige positionering van de zender of nanotechnologie, zegt Helen Zeng, een onderzoeker aan de University of Technology Sydney en co-auteur van het werk. "Dit maakt apparaten complex, moeilijk schaalbaar en onbereikbaar voor massaproductie."
In plaats daarvan gebruikten Zeng en haar collega's een harde immersielens om de fotonen te focussen die afkomstig waren van een enkele-fotonzender. Deze lenzen zijn in de handel verkrijgbaar en gemakkelijk te vervaardigen.
Onderzoekers hebben hun nieuwe bron gecombineerdenkele fotonen met een op maat gemaakte draagbare confocale microscoop die afzonderlijke fotonen meet bij kamertemperatuur. Het ontwikkelde systeem kan encryptie uitvoeren op basis van kwantumgedistribueerde sleutels.
Enkele fotonenbron en confocaalDe microscoop zit in een duurzame koffer van slechts 50 x 50 cm en het gewicht van het apparaat bedraagt ongeveer 10 kg. De behuizing van het apparaat beschermt de bron tegen trillingen en strooilicht.
Afbeelding: Helen Zeng, University of Technology Sydney
“Ons apparaat is gebruiksvriendelijker en nog veel meerkleiner dan traditionele optische tafels die hele laboratoria in beslag nemen”, zegt Zeng. "Het kan worden gebruikt met kwantumcomputersystemen en worden aangepast om te werken met bestaande telecommunicatie-infrastructuur."
Testen van een nieuwe bron van afzonderlijke fotonen, volgensVolgens de ontwikkelaars hebben ze aangetoond dat het een verzamelsnelheid van enkele fotonen van 10,7 Hz kan bereiken met behoud van een uitstekende zuiverheid. Dit betekent dat de kans dat meerdere fotonen in één puls worden uitgezonden extreem klein is. Het apparaat vertoonde een stabiele werking gedurende enkele uren.
Wetenschappers hebben ook het vermogen aangetoondapparaten om kwantumversleuteling uit te voeren. Informatie beschermd door kwantumsleuteldistributie met een herhalingssnelheid van 20 MHz is met succes verzonden over een afstand van enkele kilometers van de bron.
Kwantumsleuteldistributie isinformatiebeveiligingsmethode die bestand is tegen hacking. De kwantumeigenschappen van licht worden gebruikt om gegevens te versleutelen en te ontsleutelen. Om dergelijke systemen te bouwen zijn betrouwbare en heldere bronnen nodig die licht uitstralen in de vorm van een keten van enkele fotonen. De meeste moderne enkelfotonbronnen werken alleen goed bij cryogene temperaturen van honderden graden onder nul, wat de praktische toepassing van dergelijke apparaten beperkt.
Lees verder
Het "vijfde element" bestaat: een nieuw experiment zal bevestigen dat informatie materieel is
Herpetologen hebben ontdekt waarom slangen niet stikken als ze stikken en hun prooi inslikken
De eerste anticonceptiepillen voor mannen verschenen, hun effectiviteit is 99%