302
Физики использовали квантовые точки, встроенные в нанопровод, для генерации запутанных пар фотонов.
Исследователи из Института квантовых вычислений Университета Ватерлоо продемонстрировали метод создания "практически идеальных" пар запутанных фотонов с помощью полупроводниковых квантовых точек. Метод подходит для квантового распределения ключей в защищенных сетях квантовой связи.
Запутанные фотоны – это частицы света, состояния которых остаются взаимосвязанными на больших расстояниях. Исследователи объединили две технологии, отмеченные Нобелевскими премиями – создание запутанных фотонов и управление квантовыми точками, чтобы оптимизировать формирование связанных состояний у световых частиц.
Встраивая полупроводниковые квантовые точки в нанопровод, исследователи создали источник, создающий почти идеальные запутанные фотоны в 65 раз эффективнее, чем это удавалось ранее. Возбуждая источник лазерами, физики могли генерировать запутанные пары в подходящий момент. Затем исследователи использовали детекторы одиночных фотонов высокого разрешения, чтобы повысить степень запутанности.
Источник запутанных фотонов – квантовая точка на основе индия, встроенная в полупроводниковую нанопроволку (слева), и визуализация того, как запутанные фотоны эффективно извлекают из нанопроволоки. Изображение: University of Waterloo
Системы с квантовыми точками традиционно сталкивались с проблемой расщепления тонкой структуры, приводящей к колебаниям запутанного состояния с течением времени, объясняют ученые. Они справились с проблемой, объединив квантовые точки с очень быстрой и точной системой обнаружения.
По сути мы получили временную метку того, как выглядит запутанное состояние в каждой точке во время колебаний, идеальную запутанность, – говорит Маттео Пеннаккиэтти, соавтор исследования
Чтобы продемонстрировать возможность применения технологии, используя новый источник запутанности на основе квантовых точек, исследователи смоделировали квантовое распределение ключей. Анализ показал, что источник на основе квантовых точек имеет перспективы в будущем безопасных квантовых коммуникаций.
Сочетание высокой степени запутанности и высокой эффективности необходимо для интересных приложений, таких как квантовое распределение ключей или квантовые повторители, которые призваны расширить расстояние безопасной квантовой связи до глобального масштаба или связать удаленные квантовые компьютеры, – утверждает Майкл Реймер. квантовых вычислений Университета Ватерлоо и соавтор исследования
