A fonte única de fótons, desenvolvida por físicos australianos, pode produzir mais de 10 milhões.
Nitreto de boro hexagonal e usado anteriormentepara criar uma fonte de fótons únicos que podem operar à temperatura ambiente, observam os pesquisadores. No entanto, até agora ninguém conseguiu atingir a eficiência necessária para a aplicação prática do dispositivo.
“Em regra, para melhorar as fontes com base emO nitreto de boro usa o posicionamento preciso do emissor ou nanotecnologia, diz Helen Zeng, pesquisadora da Universidade de Tecnologia de Sydney e coautora do trabalho. “Isso torna os dispositivos complexos, difíceis de dimensionar e fora do alcance da produção em massa.”
Em vez disso, Zeng e seus colegas usaram uma lente de imersão rígida para focar os fótons provenientes de um emissor de fóton único. Essas lentes estão disponíveis comercialmente e são fáceis de fabricar.
Os pesquisadores combinaram sua nova fontefótons únicos com um microscópio confocal portátil personalizado que mede fótons únicos em temperatura ambiente. O sistema desenvolvido pode realizar criptografia baseada em chaves quânticas distribuídas.
Fonte de fóton único e confocalO microscópio está alojado em um estojo durável medindo apenas 50 x 50 cm e o peso do dispositivo é de cerca de 10 kg. A caixa do dispositivo protege a fonte contra vibrações e luz difusa.
Imagem: Helen Zeng, Universidade de Tecnologia de Sydney
“Nosso dispositivo é mais fácil de usar e muito maismenores do que as mesas ópticas tradicionais que ocupam laboratórios inteiros”, diz Zeng. “Ele pode ser usado com sistemas de computação quântica e adaptado para funcionar com a infraestrutura de telecomunicações existente.”
Teste de uma nova fonte de fótons únicos, de acordo comDe acordo com os desenvolvedores, eles mostraram que ele pode atingir taxas de coleta de fótons únicos de 10,7 Hz, mantendo excelente pureza. Isto significa que a probabilidade de transmitir vários fótons em um pulso é extremamente pequena. O dispositivo apresentou operação estável por várias horas.
Os cientistas também demonstraram a capacidadedispositivos para realizar a criptografia quântica. Informações protegidas por distribuição de chave quântica com taxa de repetição de 20 MHz foram transmitidas com sucesso a uma distância de vários quilômetros da fonte.
A distribuição de chaves quânticas émétodo de segurança da informação resistente a hackers. As propriedades quânticas da luz são usadas para criptografar e descriptografar dados. Para construir tais sistemas, são necessárias fontes confiáveis e brilhantes que emitem luz na forma de uma cadeia de fótons únicos. A maioria das fontes modernas de um único fóton funciona bem apenas em temperaturas criogênicas centenas de graus abaixo de zero, o que limita a aplicação prática de tais dispositivos.
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