Den enda fotonkällan, utvecklad av australiensiska fysiker, kan producera mer än 10 miljoner.
Hexagonal bornitrid och tidigare använtatt skapa en källa för enstaka fotoner som kan fungera vid rumstemperatur, noterar forskarna. Emellertid har ingen hittills kunnat uppnå den effektivitet som krävs för den praktiska tillämpningen av anordningen.
”Som regel att förbättra källor baserat påBornitrid använder exakt positionering av emittern eller nanoteknik, säger Helen Zeng, forskare vid University of Technology Sydney och medförfattare till arbetet. "Detta gör enheter komplexa, svåra att skala och utom räckhåll för massproduktion."
Istället använde Zeng och hennes kollegor en hård nedsänkningslins för att fokusera fotonerna som kommer från en enfotonemitter. Dessa linser är kommersiellt tillgängliga och lätta att tillverka.
Forskare har kombinerat sin nya källaenkla fotoner med ett anpassat handhållet konfokalmikroskop som mäter enstaka fotoner vid rumstemperatur. Det utvecklade systemet kan utföra kryptering baserat på kvantdistribuerade nycklar.
Enskild fotonkälla och konfokalMikroskopet är inrymt i ett slitstarkt fodral som endast mäter 50 x 50 cm. Enhetens vikt är ca 10 kg. Enhetens hölje skyddar källan från vibrationer och spritt ljus.
Bild: Helen Zeng, University of Technology Sydney
"Vår enhet är lättare att använda och mycket mermindre än traditionella optiska bord som tar upp hela labb, säger Zeng. "Den kan användas med kvantberäkningssystem och anpassas för att fungera med befintlig telekommunikationsinfrastruktur."
Testning av en ny källa för enstaka fotoner, enligtEnligt utvecklarna visade de att den kan uppnå enstaka fotonuppsamlingshastigheter på 10,7 Hz samtidigt som den bibehåller utmärkt renhet. Det betyder att sannolikheten att sända flera fotoner i en puls är extremt liten. Enheten visade stabil drift under flera timmar.
Forskare har också visat förmåganenheter för att utföra kvantkryptering. Information skyddad av kvantnyckeldistribution med en upprepningshastighet på 20 MHz har framgångsrikt sänts över ett avstånd på flera kilometer från källan.
Kvantnyckelfördelning ärinformationssäkerhetsmetod som är resistent mot hacking. Ljusets kvantegenskaper används för att kryptera och dekryptera data. För att konstruera sådana system krävs pålitliga och ljusa källor som avger ljus i form av en kedja av enstaka fotoner. De flesta moderna enfotonkällor fungerar bara bra vid kryogena temperaturer hundratals grader under noll, vilket begränsar den praktiska tillämpningen av sådana enheter.
Läs mer
Det "femte elementet" finns: ett nytt experiment kommer att bekräfta att informationen är väsentlig
Herpetologer har upptäckt varför ormar inte kvävs när de kvävs och sväljer sitt byte
De första manliga p-pillren dök upp, deras effektivitet är 99%