Kvantekommunikation bliver tynd og let

Et team af UTS-forskere har lavet et stort gennembrud, der kan bane vejen for den næste generation af kvantekommunikation.

Holdet, fra Materials and Technology for Energy Efficiency Research Strength ved UTS Science, har fundet et materiale, der udsender en enkelt puls af et kvantelys efter behov ved stuetemperatur, fjerne en af ​​barriererne for ekstrem hurtig og sikker informationsbehandling.

Indtil nu, rumtemperatur kvanteemittere er kun blevet observeret i tredimensionelle materialer såsom diamanter, der hindrer integration af disse komponenter i chips og kommercielle enheder. Verden er derfor i et kapløb om at finde kvantelyskilder i atomisk tynde materialer såsom grafen - det berømte enkeltlag af kulstofatomer.

"Dette materiale - lagdelt hexagonalt bornitrid (bor- og nitrogenatomer, der er arrangeret i en bikagestruktur) - er ret unikt, "Lektor Mike Ford sagde. "Det er atomært tyndt og bruges traditionelt som smøremiddel; Men ved omhyggelig behandling kan den udsende kvantificerede lysimpulser - enkelte fotoner, der kan bære information.

"Det er vigtigt, fordi et af de store mål er at lave optiske computerchips, der kan fungere baseret på lys frem for elektroner, fungerer derfor meget hurtigere med mindre varmeudvikling."

De enkelte fotonkilder blev opdaget af Trong Toan Tran, Kerem Bray, Mike Ford, Milos Toth og Igor Aharonovich fra UTS Science, hvis resultater netop er blevet offentliggjort i det prestigefyldte tidsskrift Natur nanoteknologi .

Lektor Igor Aharonovich sagde, at de enkelte fotonkilder er lysere end nogen anden tilgængelig i øjeblikket, og er lovende muliggører for absolut sikker kommunikation og kvanteberegning.

"Du kan skabe meget sikre kommunikationssystemer ved hjælp af enkeltfotoner, " forklarede lektor Igor Aharonovich. "Hver foton kan bruges som en qubit (kvantebit, svarende til standard elektroniske bits), men fordi man ikke kan aflytte enkelte fotoner, oplysningerne er sikre."

Ph.d.-kandidat Trong Toan Tran sagde, at resultaterne demonstrerer det hidtil usete potentiale af hexagonal bornitrid til storskala nanofotonik og kvanteinformationsbehandlingsenheder.

"Dette materiale er meget nemt at fremstille, " sagde han. "Det er en meget mere levedygtig mulighed, fordi den kan bruges ved stuetemperatur; Det er billigt, bæredygtig og fås i store mængder.

"I sidste ende ønsker vi at bygge en 'plug and play'-enhed, der kan generere enkelte fotoner efter behov, som vil blive brugt som en første prototypekilde til skalerbare kvanteteknologier, der vil bane vejen for kvanteberegning med sekskantet bornitrid, " han sagde.