Jediný fotónový zdroj, vyvinutý austrálskymi fyzikmi, dokáže vyprodukovať viac ako 10 miliónov.
Šesťhranný nitrid bóru a predtým používanýna vytvorenie zdroja jednotlivých fotónov, ktoré môžu fungovať pri izbovej teplote, poznamenávajú vedci. Doposiaľ sa však nikomu nepodarilo dosiahnuť efektivitu potrebnú pre praktickú aplikáciu zariadenia.
„Spravidla zlepšiť zdroje založené naNitrid bóru využíva presné umiestnenie žiariča alebo nanotechnológiu, hovorí Helen Zeng, výskumníčka z University of Technology v Sydney a spoluautorka práce. "To robí zariadenia zložitými, ťažko škálovateľnými a nedostupnými pre masovú výrobu."
Namiesto toho Zeng a jej kolegovia použili tvrdú imerznú šošovku na zaostrenie fotónov pochádzajúcich z jednofotónového žiariča. Tieto šošovky sú komerčne dostupné a ľahko sa vyrábajú.
Výskumníci skombinovali svoj nový zdrojjednotlivé fotóny pomocou vlastného ručného konfokálneho mikroskopu, ktorý meria jednotlivé fotóny pri izbovej teplote. Vyvinutý systém dokáže vykonávať šifrovanie na základe kvantových distribuovaných kľúčov.
Jediný fotónový zdroj a konfokálnyMikroskop je uložený v odolnom puzdre s rozmermi len 50 x 50 cm Hmotnosť prístroja je cca 10 kg. Kryt zariadenia chráni zdroj pred vibráciami a rozptýleným svetlom.
Obrázok: Helen Zeng, University of Technology Sydney
„Naše zariadenie sa používa jednoduchšie a oveľa viacmenšie ako tradičné optické stoly, ktoré zaberajú celé laboratóriá,“ hovorí Zeng. "Môže byť použitý s kvantovými výpočtovými systémami a prispôsobený na prácu s existujúcou telekomunikačnou infraštruktúrou."
Testovanie nového zdroja jednotlivých fotónov, podľaPodľa vývojárov ukázali, že môže dosiahnuť rýchlosť zberu jednotlivých fotónov 10,7 Hz pri zachovaní vynikajúcej čistoty. To znamená, že pravdepodobnosť prenosu niekoľkých fotónov v jednom impulze je extrémne malá. Zariadenie vykazovalo stabilnú prevádzku niekoľko hodín.
Schopnosť preukázali aj vedcizariadenia na vykonávanie kvantového šifrovania. Informácie chránené distribúciou kvantového kľúča s frekvenciou opakovania 20 MHz sa úspešne preniesli na vzdialenosť niekoľkých kilometrov od zdroja.
Kvantová distribúcia kľúča jemetóda informačnej bezpečnosti odolná voči hackerstvu. Kvantové vlastnosti svetla sa používajú na šifrovanie a dešifrovanie údajov. Na vytvorenie takýchto systémov sú potrebné spoľahlivé a jasné zdroje vyžarujúce svetlo vo forme reťazca jednotlivých fotónov. Väčšina moderných jednofotónových zdrojov funguje dobre len pri kryogénnych teplotách stovky stupňov pod nulou, čo obmedzuje praktickú aplikáciu takýchto zariadení.
Čítaj viac
„Piaty prvok“ existuje: nový experiment potvrdí, že informácie sú materiálne
Herpetológovia zistili, prečo sa hady neudusia, keď sa udusia a prehltnú svoju korisť
Objavili sa prvé mužské antikoncepčné tabletky, ich účinnosť je 99%