Prezentacja pistoletu fotonowego Quantum Rainbow

Dużo słyszeliśmy o możliwości Internetu kwantowego, który wykorzystuje pojedyncze fotony do kodowania i wysyłania informacji chronionych przez rozwijającą się technologię kryptografii kwantowej.

Główną zaletą takiego systemu jest doskonałe bezpieczeństwo, coś, za osiągnięcie którego rządy, wojsko, banki i inne inne grupy sowicie zapłaciłyby.

Jedną z technologii wspomagających internet kwantowy jest niezawodna działka fotonowa, która może wystrzeliwać pojedyncze fotony na żądanie. To nie jest łatwe.

Jedną ze znaczących słabości obecnych kwantowych systemów kryptograficznych jest ograniczona możliwość, że dzisiejsze lasery emitują fotony w pęczkach, a nie pojedynczo. Kiedy tak się dzieje, podsłuchujący może wykorzystać te dodatkowe fotony do wydobycia informacji o przesyłanych danych.

Nie brakuje więc zainteresowania rozwojem dział fotonowych, które emitują pojedyncze fotony i rzeczywiście różne grupy poczyniły w tym kierunku znaczne postępy.

Na tym tle Michael Fortsch z Instytutu Nauki o Świetle im. Maxa Plancka w Erlangen w Niemczech i kilku kumpli twierdzą, że dokonali znaczącego przełomu. Ci faceci uważają, że zbudowali emiter fotonów o wielu właściwościach, które czynią go znacznie bardziej elastycznym, wydajnym i użytecznym niż jakikolwiek wcześniej – rodzaj superguna fotonowego.

Pistolet jest kryształem niobianu litu w kształcie dysku, oświetlonym światłem 582 nm z domieszkowanego neodymem lasera itru z granatu itru (Nd:YAG). Niobian litu jest materiałem nieliniowym, który powoduje, że pojedyncze fotony spontanicznie przekształcają się w pary fotonów.

Tak więc fotony 582 nm rykoszetują wewnątrz dysku i ostatecznie pojawiają się albo jako niezmienione fotony 582 nm, albo jako para splątanych fotonów o około dwukrotnie większej długości fali (około 1060 nm). Ta splątana para nie ma tej samej długości fali, więc wszystkie trzy rodzaje fotonów można łatwo rozdzielić.

Fotony 582 nm są ignorowane. Jeden z drugiej pary służy do przesyłania informacji, a drugi jest wykrywany przez detektor, aby potwierdzić, że drugi foton jest gotowy do transmisji.

Więc co jest takiego specjalnego w tym dziale fotonowym? Pierwszym i najważniejszym jest to, że działo emituje fotony parami. To o tyle istotne, że wykrycie jednego fotonu jest jednoznacznym znakiem, że wyemitowano również inny. To jak znacznik czasu, który mówi, że foton jest w drodze.

Ten tak zwany zwiastun fotonów oznacza, że ​​nie może być wątpliwości, czy broń potajemnie przekazuje informacje potencjalnemu podsłuchiwaniu.

To działo jest również szybkie, emitując około 10 milionów par fotonów na sekundę na mW, a także o dwa rzędy wielkości wydajniejsze niż inne działa fotonowe.

Ci faceci mogą również zmieniać długość fali fotonów emitowanych przez działo, ogrzewając lub chłodząc kryształ, a tym samym zmieniając jego rozmiar. Ta tęcza kolorów rozciąga się na ponad 100 nm (OK, nie do końca tęcza, ale masz obraz).

Jest to ważne, ponieważ oznacza to, że pistolet można dostroić do różnych przejść atomowych, co pozwala fizykom i inżynierom bawić się różnymi atomami w celu przechowywania informacji kwantowych.

Podsumowując, jest to imponujący wyczyn i wyraźny krok na drodze do potężniejszych narzędzi do przetwarzania informacji kwantowej.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1204.3056 : Wszechstronne źródło pojedynczych fotonów do kwantowego przetwarzania informacji

ukryć