Разработан сверхяркий источник пар зацепленных фотонов

В основе таких приложений, как квантовые криптография, вычисления и телепортация, лежит удивительное явление, известное как зацепление (иногда говорят запутывание). Два фотона находятся в зацепленном состоянии, если свойства одного зависят от свойств другого независимо от разделяющего их расстояния. Обычно это происходит вследствие их взаимодействия, когда они описываются одной ψ-функцией.

Команда из Лаборатории фотоники и наноструктур французского Национального центра научных исследований (CNRS) разработали новый источник зацепленных фотонов, который в 20 раз ярче существующих систем. Это устройство способно значительно увеличить скорость квантовых коммуникаций и является ключевым элементом будущей квантовой логики.

Обычно исследователи используют источники зацепленных пар фотонов, которые легко реализуемы (например, с помощью лазера), но с очень низкой яркостью (примерно один импульс из 100 генерирует пару зацепленных фотонов), что существенно ограничивает возможности квантовых телекоммуникаций. Вдобавок, размеры таких источников не позволяют встраивать их в микросистемы.

Исследователи из CNRS изобрели новую «фотонную молекулу», в которой квантовая точка в полупроводнике излучает пару зацепленных фотонов в ответ на импульс возбуждения. Новый источник работает с интенсивностью одна пара на каждые восемь импульсов.

Устройство может лечь в основу электролюминесцентных диодов, излучающих зацепленные пары фотонов с частотой около 1 ГГц.