Skematisk billede af upolariseret enkelt-foton generation ved hjælp af en sammensat defekt, et nitrogen -ledigt center (NV -center), i en diamant. Sfærer, betegnet henholdsvis N og V, angive et nitrogenatom og en ledig stilling, der omfatter et NV -center i diamantgitteret. Dynamisk og statisk upolariseret enkelt-fotonemission induceres af laser-excitation for et [111] -orienteret NV-center i (111) diamant. Kredit:Naofumi Abe
Tohoku-universitetets forskergruppe for professor Keiichi Edamatsu og postdoktor Naofumi Abe har demonstreret dynamisk og statisk upolariseret enkeltfotongenerering ved hjælp af diamant. Dette resultat forventes at spille en afgørende rolle i hardware -tilfældige talgenerering ved hjælp af enkeltfotoner (kvante terninger eller kvantemøntkast), kvantekryptografi og afprøvning af grundlæggende problemer inden for kvantemekanik.
Quantum information technology, såsom kvanteberegning og kvantekryptografi, har potentiale til at overstige klassisk informationsteknologi inden for sikkerhed og kapacitet. I kvanteinformationsteknologi, enkelte fotoner spiller en særlig vigtig rolle.
En enhed med kvanteinformation er en kvantebit eller qubit. Det er et to-staters kvantemekanisk system, såsom polarisering af en enkelt foton. Konventionel forskning havde været fokuseret på generering af enkeltfotoner i rene polarisationstilstande. Men nu, holdet fra Tohoku University har, for første gang, genererede enkeltfotoner i tilfældige polarisationstilstande.
I deres papir, udgivet i Videnskabelige rapporter , forfatterne præsenterer den første demonstration af, at enkelt-fotonemission fra en specielt orienteret sammensat defekt (et nitrogen-ledigt center) i diamant er dynamisk og statisk upolariseret med iboende tilfældighed.