Потенциал перепутывания фотонов в квантовых вычислениях и связях известен уже много десятилетий. Одной из проблем, препятствующих ее немедленному применению, является тот факт, что многие платформы перехвата фотонов не работают в диапазоне, используемом большинством телекоммуникационных технологий.
Международная команда исследователей начала распутывать тайны запутанных фотонов , демонстрируя новую наномасштабную технику, которая использует полупроводниковые квантовые точки для изгибания фотонов до длин волн, используемых современными популярными стандартами C-диапазона. На этой неделе они сообщают о своей работе в « Письмах по прикладной физике» .
«Мы впервые продемонстрировали излучение поляризованных пучков фотонов из квантовой точки на 1550 нм, – говорит Симон Лука Варупупи, один из авторов работы и старший научный сотрудник Института полупроводниковой оптики и функциональных интерфейсов на Штутгартский университет. «Сейчас мы находимся на длине волны, которая может фактически переносить квантовую связь на большие расстояния с существующими телекоммуникационными технологиями».
Исследователи использовали квантовые точки, созданные на платформе арсенида индия и арсенида галлия, производя чистые одиночные фотоны и запутанные фотоны. В отличие от методов параметрического понижающего преобразования квантовые точки позволяют излучать фотоны только по одному за раз и по требованию, важнейшим свойствам квантовых вычислений . Распределенный брэгговский отражатель, выполненный из многослойных материалов и отражающий в широком спектре, затем направляет фотоны к объекту микроскопа, позволяя собирать и измерять их.
Исследователи и отраслевые лидеры обнаружили, что C-диапазон – определенный диапазон инфракрасных длин волн – стал электромагнитным сладким пятном в телекоммуникациях. Фотоны, проходящие через оба оптических волокна и атмосферу в этом диапазоне, испытывают значительно меньшее поглощение, что делает их идеальными для передачи сигналов на большие расстояния .
«Окно телескопа C-диапазона имеет абсолютное минимальное поглощение, которое мы можем достичь для передачи сигнала», – сказал Фабиан Ольбрих, еще один из авторов статьи. «По мере того, как ученые сделали открытия, промышленность улучшила технологии, благодаря чему ученые сделали больше открытий, и теперь у нас есть стандарт, который работает очень хорошо и имеет низкую дисперсию».
Однако большинство запутанных фотонов, происходящих из квантовых точек, работают около 900 нанометров, ближе к длинам волн, которые мы можем видеть невооруженным глазом.
По словам Ольбриха, исследователи были впечатлены качеством сигнала. Другие усилия по смещению длины волны излучения поляризованных пучков квантовых точек в сторону С-диапазона, как правило, увеличивали расщепление тонкой структуры экситонов (ФСС), которое должно быть близким к нулю для генерации перепутывания. Команда Ольбриха сообщает, что их эксперимент испытывал менее одной пятой столько же ФСС, как и другие исследования в литературе.
«Шанс найти квантовую точку, которая способна излучать поляризованные поляризованные фотоны с высокой точностью, достаточно высока для нашего конкретного исследования», – сказал Ольбрих.
С каждым успешным экспериментом сообщество квантовых коммуникаций видит свое полевое изгиб в сторону большей применимости в современной телекоммуникационной отрасли. Исследователи надеются, что однажды запутанные фотоны окажут влияние на криптографию и безопасную спутниковую связь.
«Трудная часть теперь состоит в том, чтобы объединить все преимущества системы и выполнить такие предпосылки, как невысокая способность к фотону, высокая температура работы, повышенный поток фотонов и эффективность сцепления, которые заставили бы их работать», – сказал Ольбрих.
Источник phys.org/
***********
Про сохранение поляризации фотонов после изменения их энергии всё верно. Но изменение энергии фотонов описанными приборами указывает на неправильность Копенгагенской трактовки явления спутанности фотонов, в соответствии с которой все состояния этих фотонов реально неопределённы (по Бору), до момента их определения приборами, а не просто неизвестны (по Эйнштейну)
Read more at: https://translate.googleusercontent.com/translate_c#jCp