17:11 2022-12-05
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Sursa de lumină cuantică ar putea deschide calea către un internet cuantic
_ Sursa de lumină cuantică ar putea deschide calea către un internet cuantic
Abilitatea de a integra tehnologia informației cuantice bazată pe fibră în rețelele optice existente ar fi un pas semnificativ către aplicații în comunicarea cuantică. Pentru a realiza acest lucru, sursele de lumină cuantică trebuie să fie capabile să emită fotoni unici cu poziționare și polarizare controlabile și la intervale de 1,35 și 1,55 micrometri unde lumina se deplasează cu pierderi minime în rețelele existente de fibră optică, cum ar fi rețelele de telecomunicații. Această combinație de caracteristici a fost evazivă până acum, în ciuda eforturilor de cercetare a două decenii.
Recent, semiconductorii bidimensionali (2D) au apărut ca o platformă nouă pentru aplicațiile fotonice și electronice de generație următoare. Deși oamenii de știință au demonstrat că emițătorii cuantici 2D funcționează în regim vizibil, emisia unui singur foton în cele mai dorite benzi de telecomunicații nu a fost niciodată realizată în sistemele 2D.
Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii de la Laboratorul Național Los Alamos au dezvoltat un protocol de inginerie a tensiunii pentru a crea în mod determinist emițători de lumină cuantică bidimensională cu lungime de undă de funcționare reglabilă pe benzile de telecomunicații O și C. Polarizarea emisiilor poate fi reglată cu un câmp magnetic prin valorificarea gradului de libertate din vale.
Cercetătorii au obținut 90% puritate pentru un singur foton și o temperatură de funcționare de 77 Kelvin. Aceste rezultate inovatoare deschid ușa către evoluții interesante în tehnologiile cuantice.
Cercetarea este publicată în revista Nature Communications.
Sursele de lumină convenționale pentru telecomunicațiile cu fibră optică emit mulți fotoni la nivelul acelasi timp. Fotonii sunt particule de lumină care se mișcă ca unde. În rețelele de telecomunicații actuale, informațiile sunt transmise prin modularea proprietăților undelor luminoase care se deplasează în fibre optice, similar modului în care undele radio sunt modulate în canalele AM și FM.
În comunicarea cuantică, totuși, informația este codificată în faza unui singur foton — poziția fotonului în unda în care se deplasează. Acest lucru face posibilă conectarea senzorilor cuantici într-o rețea care se întinde pe distanțe mari și conectarea computerelor cuantice între ele.
Cercetătorii au produs recent surse cu un singur foton cu lungimi de undă de funcționare compatibile cu rețelele de comunicații prin fibră existente. Au făcut acest lucru prin plasarea unor straturi semiconductoare de diteluriră de molibden cu grosimea de doar atomi peste o serie de stâlpi de dimensiuni nanometrice. Aceasta este prima dată când cercetătorii au demonstrat acest tip de surse de lumină reglabile potrivite pentru a fi utilizate în sistemele de telecomunicații.
Rezultatele acestui studiu fac posibilă pentru prima dată integrarea surselor de lumină cuantică formate din două materiale dimensionale în rețelele de comunicații existente. În plus, natura bidimensională a materialului face ușoară construirea dispozitivelor strat cu strat. Acest lucru ar putea ajuta la integrarea acestor surse de lumină în calculatoarele cuantice emergente pentru a construi sisteme de calcul mai mari, modulare și pentru a obține un avantaj cuantic pentru aplicații practice.
Comentarii:
Adauga Comentariu