WRÓĆ DO STRONY
GŁÓWNEJ
Nauka

Przełom w źródłach światła dla nowej technologii kwantowej

Obwody elektroniczne oparte są na elektronach, ale jedna z najbardziej obiecujących technologii układów kwantowych bazuje na fotonach. Podstawą jest możliwość stworzenia strumienia pojedynczych fotonów i kontrolowania jego kierunku. Naukowcy z całego świata próbowali uzyskać ową kontrolę, udało się to dopiero w Instytucie Nielsa Bohra w Kopenhadze. Stworzyli oni stały strumień fotonów emitowanych jeden po drugim, w określonym kierunku. Przełom został opublikowany w czasopiśmie Physical Review Letters.

Fotony i elektrony zachowują się całkiem inaczej na poziomie kwantowym. Elektrony łatwo płyną pojedynczo, natomiast fotony wolą skupiać się w grupach. Ponieważ komunikacja kwantowa opiera się na pojedynczych jednostkach, konieczne było rozdzielenie owych grup na konkretne jednostki. Peter Lodahl, profesor w Instytucie Niels Bohra, mówi:

Aby emitować pojedyncze fotony z systemu stworzyliśmy bardzo silną interakcję pomiędzy światłem a materią.

Naukowcy opracowali rodzaj armaty emitującej pojedynczy foton, która opiera się na układzie optycznym. Składa się ona z bardzo małych kryształów fotonicznych o szerokości 10 mikrometrów i grubości 160 nanometrów. W centrum chipu jest źródło światła, tak zwane kropki kwantowe. Światło lasera pobudza elektrony, które przechodzą z jednej orbity na druga i emitują przy tym jeden foton na raz. Zwykle światło jest rozpraszane we wszystkich kierunkach na raz, ale procesor fotoniczny jest zaprojektowany tak, że wszystkie fotony są wysyłane za pomocą tylko jednego kanału. 

Naukowcy chcą wykorzystać odkrycie do szyfrowania, obliczeń kwantowych złożonych problemów matematycznych i ogólnie dla przyszłych technologii kwantowych. Oczekuje się, że technologia kwantowa będzie prowadzić do nowych sposobów kodowania informacji i obliczeń równoległych.