Источник единственного фотона никогда не испускает два или больше фотона в то же время. Единственные фотоны важны в области квантовых информационных технологий, где, например, они используются в квантовых компьютерах.
Вместе с яркостью и надежностью источника света, неразличимость фотонов особенно крайне важна. В частности, это означает, что все фотоны должны быть тем же самым цветом.
Создание такого источника идентичных единственных фотонов оказалось очень трудным в прошлом.Однако квантовые точки, сделанные из полупроводниковых материалов, предлагают новую надежду. Квантовая точка – коллекция нескольких сотен тысяч атомов, которые могут сформировать себя в полупроводник при определенных условиях.
Единственные электроны могут быть захвачены в этих квантовых точках и заперты в очень небольшую площадь. Отдельный фотон испускается, когда спроектированное квантовое состояние разрушается.Шум в полупроводнике
Команда ученых во главе с доктором Андреасом Кулманом и профессором Ричардом Дж. Уорбертоном из Базельского университета уже показала в прошлых публикациях, что неразличимость фотонов уменьшена колеблющимся ядерным вращением квантовых атомов точки. Впервые, ученым удалось управлять ядерным вращением до такой степени, что даже фотоны, отосланные в очень больших интервалах, являются тем же самым цветом.
Квантовая криптография и квантовая коммуникация – две потенциальных области применения для источников единственного фотона. Эти технологии могли позволить выполнить вычисления, которые являются далеко вне возможностей сегодняшних компьютеров.
Исследование было поддержано QSIT – Квантовая Наука и техника Национальный Центр Компетентности в Исследовании, которого Базельский университет – дом co-продвижения.