Сегодня 02 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 🔥
В Threads появились собственные личные сообщения — без перехода в Instagram 6 ч.
Одной из двух замороженных игр People Can Fly была Outriders 2 — подробности отменённого сиквела 8 ч.
Telegram добавил списки задач и посты от подписчиков — на последних можно зарабатывать 8 ч.
Bloomberg раскрыл список «очень состоятельных» претендентов на покупку TikTok в США 8 ч.
Rockstar вспомнила о Red Dead Online — для мультиплеерного боевика вышло первое за долгое время крупное обновление 8 ч.
Психологический хоррор Dead Take сотрёт границу между кино и играми — в главных ролях оказались звёзды Baldur’s Gate 3 и Clair Obscur: Expedition 33 11 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой GeForce RTX 5050 12 ч.
System Shock 2: 25th Anniversary Remaster получила новую дату выхода на PlayStation, Xbox и Nintendo Switch 12 ч.
Разработчик конфиденциальных сервисов Proton решил засудить Apple за недобросовестную конкуренцию 12 ч.
Новый план Huawei по «захвату мира»: компания открыла исходный код своих ИИ-моделей 14 ч.
Федеральный суд в США отказался снять обвинения с Huawei в нарушении санкций 50 мин.
Задняя панель Nothing Phone 3 стала больше похожа на экран смартфона 2 ч.
Новая статья: Обзор смартфона HONOR 400 Pro: настоящая уличная магия 5 ч.
Apple оштрафовали на $110 млн за незаконное использование технологии связи 20-летней давности 6 ч.
Новая статья: Обзор системного блока Bloody BD-PC CZ79C3: главное — настрой! 6 ч.
Apple обвинила экс-инженера Vision Pro в краже тысяч секретных файлов перед переходом к конкуренту 7 ч.
Отечественный квантовый процессор с наибольшим числом кубитов прошёл испытания и готов к масштабированию 8 ч.
Nothing представила накладные наушники Headphone (1) — аналоговое управление, звук KEF и автономность до 80 часов за €299 10 ч.
Marshall представила портативную колонку Middleton II с автономностью до 30 часов и LE Audio — она работает даже под водой 11 ч.
Смартфоны Realme P3 и P3 Ultra поступили в продажу в России по цене от 22 999 рублей 12 ч.