Квантовая информация может быть отправлена оптически, то есть с помощью света, а сигнал состоит из фотонов, которые являются наименьшим компонентом (квантом) светового импульса. Квантовая информация находится на любом пути, по которому отправляется фотон — например, она может быть отправлена вправо или влево на полупрозрачном зеркале. Это можно сравнить с использованием битов, состоящих из нулей и единиц в мире обычных компьютеров. Но квантовый бит — это больше, чем классический бит, поскольку это одновременно и 0, и 1, и его нельзя прочитать, не обнаружив, поскольку это всего лишь одиночный фотон.
Кроме того, квантовая технология может использоваться для хранения гораздо большего объема информации, чем обычные компьютерные технологии, поэтому у этой технологии гораздо больший потенциал для будущих информационных технологий.Управление светомСвет обычно распространяется во всех направлениях. Но чтобы разработать квантовую технологию, основанную на свете, вам нужно иметь возможность управлять светом вплоть до отдельных фотонов.
Исследователи из исследовательской группы Quantum Photonic в Институте Нильса Бора работают над этим, и для этого они используют оптический чип, встроенный в так называемую квантовую точку. Оптический чип состоит из очень маленького фотонного кристалла, который имеет диаметр 10 микрон (1 микрон составляет тысячную долю миллиметра) и имеет толщину 160 нанометров (1 нанометр составляет тысячную долю микрона).
В середине чипа встроена так называемая квантовая точка, которая состоит из набора атомов.«Мы разработали фотонный чип, так что квантовая точка излучает по одному фотону за раз, и мы можем контролировать направление фотона. Нашим большим новым достижением является то, что мы можем использовать квантовую точку в качестве контакта для фотонов — своего рода "Транзистор. Это важный компонент для создания сложной сети фотонов", — объясняет Питер Лодаль, профессор и руководитель исследовательской группы квантовой фотоники в Институте Нильса Бора в Университете Копенгагена.
«Шлюз» для фотоновЭксперименты проводятся в лабораториях исследовательской группы, которые расположены в подвале Института Нильса Бора, чтобы не было толчков от дороги или постороннего света.Они используют лазер для создания фотонов в эксперименте.
Если лазер полностью затемнен, излучается единственный фотон. Если интенсивность увеличивается, есть большая вероятность одновременного получения 2 или более фотонов. Количество фотонов важно для результата.
"Если мы отправим один фотон в квантовую точку, он будет отброшен назад — шлюз закрыт. Но если мы отправим два фотона, ситуация кардинально изменится — шлюз открывается, и два фотона запутываются и отправляются. и далее », — объясняет Алиса Джавади, постдок в исследовательской группе и работавшая с экспериментами в лаборатории Института Нильса Бора.
Таким образом, квантовая точка работает как фотонный контакт, и это важный компонент, когда вы хотите построить сложные квантовые фотонные схемы в большом масштабе.