Et skridt fremad i moderne kvanteteknologi:Frekvenskonvertering af enkelte fotoner ved vilkårlige bølgelængder

Kvanta af lys - fotoner - danner grundlaget for kvantenøglefordeling i moderne kryptografiske netværk. Inden kvanteteknologiens enorme potentiale er fuldt ud realiseret, er der dog flere udfordringer tilbage. En løsning på en af ​​disse er nu fundet.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet Science , rapporterer hold ledet af David Novoa, Nicolas Joly og Philip Russell et gennembrud inden for frekvensopkonvertering af enkeltfotoner, baseret på en hulkerne fotonisk krystalfiber (PCF) fyldt med brintgas. Først skabes et spatio-temporalt hologram af molekylære vibrationer i gassen ved stimuleret Raman-spredning. Dette hologram bruges derefter til yderst effektiv, korrelationsbevarende frekvenskonvertering af enkelte fotoner. Systemet opererer ved en trykjusterbar bølgelængde, hvilket gør det potentielt interessant til kvantekommunikation, hvor effektive kilder til udskillelige enkeltfotoner ikke er tilgængelige ved bølgelængder, der er kompatible med eksisterende fibernetværk.

Tilgangen kombinerer kvanteoptik, gasbaseret ikke-lineær optik, hulkernet PCF og molekylære vibrationers fysik for at danne et effektivt værktøj, der kan fungere i ethvert spektralbånd fra det ultraviolette til det mellem-infrarøde - et ultrabredt arbejdsområde utilgængelige for eksisterende teknologier. Resultaterne kan bruges til at udvikle fiberbaserede værktøjer inden for teknologier som kvantekommunikation og kvanteforbedret billeddannelse. + Udforsk yderligere

Skræddersyede enkeltfotoner:Optisk kontrol af fotoner som nøglen til nye teknologier