Прорыв в области высокочастотных одинарных фотонов

Разница между условиями источника фотонов и определенными требованиями датчика делает возможной генерацию высокочастотных одинарных фотонов.

Многие квантовые технологии, такие как криптография, квантовые компьютеры и квантовые сети, зависят от использования одинарных фотонов. Виргиния д'Аурия с коллегами из Kastler Brossel Laboratory в Париже (Франция) идентифицировали степень, с которой характеристики детектора фотонов формируют подготовку источника фотонов, разработанного для надежного производства одинарных фотонов. В статье об этом, опубликованной в издании European Physical Journal D, французская группа ученых определила ценность ключевых исходных параметров, которые необходимы для генерации высокочастотных одинарных фотонов.

Проблема с датчиками фотонов состоит в том, что они могут быть шумными или иметь ограниченную способность обнаружения одинарных фотонов. Некоторые не способны идентифицировать число фотонов, они могут лишь обнаруживать свое присутствие. Учитывая влияние этих факторов, улучшение частоты генерации одинарных фотонов становится очень важным. Важно это также и для их последующего использования в квантовых информационных протоколах, включая квантовую связь и компьютеры.

Одинарные фотоны обычно производятся с помощью двух лазерных лучей, которые коррелированы на квантовом уровне. Это значит, что обнаружение одинарного фотона в первом луче провозглашает генерацию одинарного фотона и во втором луче.

Авторы впервые попытались описать детектор с математической точки зрения. Они моделировали, какие фотоны будут получены из разных исходных источников. Это убедило ученых обрисовать в общих чертах условия, при которых оповещающий датчик способен поставить хорошее разрешение числа фотонов как средство улучшения надежности получения одинарных фотонов. Свои результаты ученые подтвердили, применив два экспериментальных датчика.

Ранее редакция ИнноваНьюс сообщала о том, что одинарные фотоны могут использоваться для передачи данных по оптоволокну.

05.10.2012