Створено “майже ідеальне” джерело заплутаних фотонів для квантового зв’язку

Дослідники з Інституту квантових обчислень Університету Ватерлоо продемонстрували метод створення “практично ідеальних” пар заплутаних фотонів за допомогою напівпровідникових квантових точок. Метод підійде для квантового розподілу ключів у захищених мережах квантового зв’язку.

Заплутані фотони – це частинки світла, стани яких залишаються взаємозалежними на великих відстанях. Дослідники об’єднали дві технології, відзначених Нобелівськими преміями, – створення заплутаних фотонів і управління квантовими точками, щоб оптимізувати формування пов’язаних станів у світлових частинок.

Вбудовуючи напівпровідникові квантові точки в нанопроволоку, дослідники створили джерело, яке створює майже ідеальні заплутані фотони в 65 разів ефективніше, ніж це вдавалося раніше. Збуджуючи джерело лазерами, фізики могли генерувати заплутані пари в потрібний момент. Потім дослідники використовували детектори одиночних фотонів високої роздільної здатності, щоб підвищити ступінь заплутаності.

Джерело заплутаних фотонів – квантова точка на основі індію, вбудована в напівпровідниковий нанодріт (зліва), і візуалізація того, як заплутані фотони ефективно витягають із нанодріта. Зображення: University of Waterloo

Системи з квантовими точками традиційно стикалися з проблемою розщеплення тонкої структури, яка призводить до коливань заплутаного стану з плином часу, пояснюють учені. Вони подолали проблему, об’єднавши квантові точки з дуже швидкою і точною системою виявлення.

Щоб продемонструвати можливості застосування технології, використовуючи нове джерело заплутаності на основі квантових точок, дослідники змоделювали квантовий розподіл ключів. Аналіз показав, що джерело на основі квантових точок має перспективи в майбутньому безпечних квантових комунікацій.

Джерело: Cikavosti

Джерело: storozhynets.info