Міжнародна група дослідників розробила систему на основі квантових точок для передачі інформації. Експерименти показали, що вона являє собою ефективні і нерозрізнені джерела одиночних фотонів з надмалошумним, настроюваним однофотонним перетворенням частоти і передачею по довгих волокнах з низькою дисперсією. Це необхідно для створення твердотільних квантових мереж зв’язку.
Фізики використовували для створення одиночних фотонів квантові точки, детерміністично пов’язані з мікрорезонаторами. Пристрій можна налаштовувати за допомогою резонансу. Нагадаємо, квантові точки – це частинки провідника або напівпровідника, в якому носії заряду (електрони або дірки) просторово обмежені за всіма трьома вимірами. Такі пристрої досить малі, як правило, лише кілька нанометрів, щоб квантові ефекти проявилися.
Для усунення неоднорідності квантових точок і зсуву довжини хвилі випромінювання в телекомунікаційний діапазон вчені використовували квантове перетворення частоти. Експерименти показали, що в новому підході спостережувана інтерференційна видимість становить до 93% при передачі сигналу по оптоволокну довжиною 302 км.
Експериментальна установка. Зображення: Xiang You et al., Advanced Photonics
У класичних телекомунікаціях сигнали можна посилювати безшумно, щоб передавати на великі відстані. Але квантові стани в суперпозиції не можуть бути посилені, оскільки їх не можна ідеально клонувати, пояснюють вчені. Тому для створення такої мережі потрібні не тільки квантові канали з надмалими втратами і квантова пам’ять, але і високопродуктивні квантові джерела світла.
Квантові точки є ідеальним кандидатом для створення масштабних мереж. Вони забезпечують необхідні властивості джерела одиночних фотонів, але за останні два десятиліття видимість квантової інтерференції між незалежними КТ рідко перевищувала класичну межу в 50%, а максимальні відстані досягали лише декількох кілометрів.