Продемонстрирован первый источник заявленных одинарных фотонов, сделанный из кремния

Исследователи из Национального института стандартов и технологий и Миланского Политеха впервые показали источник единственного фотона из кремния.

Этот источник дополняет две других недавно разработанных технологии на основе кремния — интерферометры для манипулирования сцепленностью фотонов и детекторы одинарного фотона — необходимые для построения квантовой оптической микросхемы или безопасной квантовой коммуникационной системы.

Путь между интересным и практичным в передовой электронике и оптике часто сводится к созданию нового устройства, совместимого с существующей технологией. По словам Картика Шринивасана, новые 0,5х0,05-миллиметровые генераторы заявленных фотонов имеют сразу три точки соприкосновения с существующей технологией: они работают при комнатной температуре; генерируют фотоны, совместимые с существующими телекоммуникационными системами (длина волны примерно 1550 нанометров); сделаны из кремния, а потому их можно изготовить, используя стандартные методы.

«Заявленный» фотон — один из пары фотонов, существование которого определяется обнаружением парного, „фотона-вестника“. Чтобы получить такие фотоны, ранее ученые полагались на технологию под названием генерация фотонной пары. Для этого лазером фотоны закачиваются в материал, свойства которого заставляют два поступающих фотона спонтанно генерировать новую пару фотонов с измененной частотой. Однако в то время как эти новые фотоны появляются почти одновременно, нельзя точно определить, когда это произойдет.

„Именно потому обнаружение одного из фотонов дает знак, что можно искать его пару“, сказал Шринивасан. „Такие пары необходимы в будущем для квантовой компьютерной памяти“.

Новое кремниевое устройство успешно определило один фотон и показало, что наличие одного фотона из пары позволяет объявить о втором. И хотя устройство работает, пока оно непрактично, и ученым предстоит еще немало потрудиться, поскольку один такой источник недостаточно ярок, а множество необходимых функций предстоит интегрировать в чип.

29.06.2012