Сегодня 13 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные создали простой полупроводниковый генератор фотонов для квантовой связи

Для квантовой связи, криптографии и других целей необходимы источники одиночных фотонов. Это не проблема, но решение требует громоздкого оборудования, включая сильнейшие магниты. Учёным из США удалось упростить задачу и даже создать прибор «два в одном» — он одновременно испускает одиночные фотоны и придаёт им круговую поляризацию. Для передачи закодированных данных нужно просто добавить модулятор и получить на выходе полностью защищённую связь.

 Источник изображения: Los Alamos National Laboratory

Источник изображения: Los Alamos National Laboratory

Традиционно источники одиночных поляризованных фотонов генерировались в сильном магнитном поле. Это неплохо для лабораторий, но совершенно не годится для компактных применений. Группа учёных под руководством исследователей из Лос-Аламосской национальной лаборатории создала прибор, который обходится без мощных магнитов. Для этого учёные соединили два атомарно тонких полупроводника и наделали вмятин в верхнем из них.

Верхний материал представлен слоем диселенида вольфрама (WSe2), а нижний, чуть более толстый, магнитным соединением трисульфида никель-фосфора (NiPS3). Вмятины диаметром около 400 нм и глубиной около нанометра делались с помощью атомарно-силового микроскопа. На срезе волоса человека легко поместится около 200 таких углублений. Лунки в материале создают впадины не только физические, но и провалы в потенциальной энергии на плоскости материала. Под действием лазера в эти провалы стекают электроны из диселенида вольфрама и их взаимодействие генерирует одиночные фотоны.

Но под каждой лункой лежит монослой магнитного материала, который задаёт вектор поляризации вылетающим из лунки фотонам. Все генерируемые каждой лункой фотоны бесплатно наделяются круговой поляризацией. А наличие поляризации — это ключ к передаче данных. Надо только научиться модулировать эту характеристику, что, в общем-то, решается относительно просто. Если к такому генератору приделать волноводы, то потоки одиночных поляризованных и промодулированных фотонов можно направить куда угодно — хоть дальше в микросхему для совершения вычислений, хоть в оптический канал связи для передачи на другой край Земли.

«Наше исследование показывает, что монослойный полупроводник может излучать поляризованный свет с круговой поляризацией без помощи внешнего магнитного поля, — говорят авторы работы. — Ранее этот эффект достигался только с помощью мощных магнитных полей, создаваемых громоздкими сверхпроводящими магнитами, путём соединения квантовых излучателей с очень сложными наноразмерными фотонными структурами или путём инжекции спин-поляризованных носителей в квантовые излучатели. Преимущество нашего подхода, основанного на эффекте ближнего взаимодействия, заключается в дешевизне изготовления и надёжности».

«Имея источник, позволяющий генерировать поток одиночных фотонов и одновременно вводить поляризацию, мы, по сути, объединили два устройства в одном», — добавляют учёные.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Grok вышел из-под контроля, а Турция заблокировала ИИ за оскорбление президента 4 ч.
Новая статья: Dune: Awakening — песочница Лисан аль-Гаиба. Рецензия 9 ч.
Особые цены для особо ценных клиентов: Broadcom запросила у Telefónica Germany за поддержку VMware впятеро больше прежнего 10 ч.
Франция возбудила уголовное дело в отношении соцсети X по подозрению в манипулировании алгоритмами 11 ч.
Китайский стартап Moonshot выпустил открытую ИИ-модель Kimi K2, превосходящую GPT-4 13 ч.
Microsoft представила рассуждающую ИИ-модель Phi-4-mini-flash-reasoning— в 10 раз быстрее аналогов и запустится даже на смартфоне 19 ч.
ИИ-боты оказались никудышными психотерапевтами — они давали вредные советы и отказывались общаться с алкоголиками 19 ч.
Meta не откажется от бизнес-модели «плати или соглашайся», несмотря на угрозу штрафов в ЕС 20 ч.
Meta пополнила коллекцию ИИ-талантов, поглотив специализирующийся на голосовом ИИ стартап PlayAI 20 ч.
Поглощение ИИ-стартапа Windsurf компанией OpenAI сорвалось и специалистов тут же переманила Google 21 ч.
Неопределённость с тарифами Трампа вынуждает производителей чипов заморозить строительство в Малайзии 25 мин.
Электрический спорткар Hyundai Ioniq 6 N способен имитировать звук ДВС и переключение передач 52 мин.
Уход с рынка DDR4 многих конкурентов позволит Nanya покончить с убытками 2 ч.
В Китае замечен прототип спортивного кроссовера Xiaomi YU7 Ultra 3 ч.
Tesla начала развёртывание Grok AI в своих электромобилях 3 ч.
SpaceX добилась, чтобы спутники Starlink не мешали работе обсерватории им. Веры Рубин 11 ч.
Intel сократит 2400 работников в своём крупнейшем центре разработки в Орегоне 15 ч.
Китайская многоразовая ракета из нержавейки отправится в полёт в четвёртом квартале 16 ч.
Нет чипов — нет ЦОД: строящиеся ради ИИ электростанции могут так и не пригодиться 16 ч.
От 100GbE до 800GbE, недорого: стартап TORmem обещает трансформировать рынок ЦОД-коммутаторов 18 ч.