Fysikere demonstrerer ny metode til fremstilling af enkeltfotoner

Forskere har brug for individuelle fotoner til kvantekryptografi og kvantecomputere. Leidens fysikere har nu eksperimentelt demonstreret en ny produktionsmetode. Offentliggørelse i Fysisk gennemgangsbreve den 23. juli ^rd .

Når vi taler til hinanden, vi bruger en lang række kommunikationsværktøjer. Vi råber eller hvisker, brug en høj eller lav stemme og tal langsomt eller hurtigt. Lys er også en rig informationskilde. Det kan variere i farve, intensitet, polarisering og korte eller lange blink. Lys består normalt af utallige partikler - fotoner. Men hvis du bruger enkelte fotoner, du får adgang til et skjult informationsniveau. Der vil forekomme kvantefænomener, såsom spin og sammenfiltring, gør det muligt at kommunikere i perfekt hemmelighed, eller at løse komplicerede matematiske problemer med kvantecomputere. Imidlertid, at producere individuelle fotoner er ikke trivielt. Forskere leder efter måder at gøre det så let som muligt. Kvanteoptikgruppen ved Leiden University har nu eksperimentelt demonstreret en ny metode.

Fysikere skaber enkeltfotoner som følger:En laser skinner på et stort kunstigt atom - en kvantepunkt - inde i et optisk hulrum. Hulrummet fanger laserlyset, som fortsætter med at hoppe rundt, indtil den rammer kvantepunktet. Inden for kvantepunktet bliver en elektron begejstret, hvorefter den falder tilbage til sit oprindelige energiniveau, udsender en enkelt foton. Mission fuldført. Men, laver sådan en ægte "enkelt foton -turnstile, "hvor det underliggende fænomen kaldes" fotonblokade, "er meget hårdt, fordi ethvert resterende laserlys vil ødelægge de enkelte fotoner.

Leidens forskere har nu leveret eksperimentelt bevis for en anden måde at producere enkeltfotoner på. Medforfattere Vincenzo Savona og Hugo Flayac fra EPFL Lausanne kom med teorien til dette. I denne metode - kaldet ukonventionel fotonblokade - spændes kvantepunktet i hulrummet af lys fra en bestemt polarisering. Kvantinterferens giver derefter en stråle af individuelle fotoner. "Vores metode fungerer gennem en fundamentalt anderledes fysisk mekanisme, "siger hovedforfatter Henk Snijders." Det gør dette til en interessant opdagelse. "