Група вчених розробила оптичну установку для надсилання квантового світла через волокно локалізації
Схематична ілюстрація експерименту. Зображення: Alexander Demuth et al., Communications Physics
В експерименті, проведеному фізиками, спеціальнеоптичне волокно з фазовим поділом з'єднує передавач та приймач. Як перший виступає квантове джерело світла. Він генерує квантово-корельовані пари фотонів за допомогою спонтанного параметричного перетворення зі зниженням частоти нелінійному кристалі.
У процесі генерації один фотон високої енергії перетворюється на пари фотонів, кожен з яких має нижчу енергію. Довжина хвилі такої пари становить 810 нм.
Як приймач фізики використовувалиматричну камеру з однофотонним лавинним діодом (SPAD). Така камера, на відміну від звичайних CMOS камер, настільки чутлива, що може виявляти одиночні фотони з надзвичайно низьким рівнем шуму, пояснюють вчені. Крім того, у неї дуже великий тимчасовий дозвіл, тому час «прибуття» одиночних фотонів відомий з високою точністю.
Оптоволокно з фазовим поділом:структура волокна (а), схема поширення світла в ідеальному (b) та реальному (с) волокні. У другому випадку світло частково розсіюється, перескакуючи між локалізованими модами. Зображення: Alexander Demuth et al., Communications Physics
У процесі експерименту масив SPAD виявив іідентифіковано пари фотонів, які приходять в один і той же час (збігаються). Оскільки пари квантово-корельовані, знання того, де виявлено один із двох фотонів, говорить про місце розташування іншого фотона. Команда перевірила цю кореляцію до та після відправлення квантового світла, успішно показавши, що просторова антикореляція фотонів дійсно зберігається.
Дослідники продовжують працювати надудосконаленням технології. Зокрема, вони планують створити оптичне волокно, в якому будуть зведені до мінімуму ефекти загасання, що збільшить дальність передачі пов'язаних даних.
На відміну від звичайних одномодових оптичнихволокон, у яких дані передаються через одну серцевину, волокно з фазовим поділом (PSF) або волокно для локалізації Андерсона з фазовим поділом складається з безлічі скляних ниток, вбудованих у скляну матрицю з двома різними показниками заломлення. Оскільки в матеріалі є два показники заломлення, це створює латеральний безлад, який призводить до поперечної (двовимірної) андерсонівської локалізації світла в матеріалі.
Читати далі:
Незабаром на Землю обрушиться магнітна буря
Названо головну небезпеку місячної місії «Артеміда»
Розкрито істинне значення муміфікації: весь цей час вчені помилялися
На обкладинці: ілюстрація установки передачі квантового світла. Зображення: ICFO/A. Cuevas