Информационный научно-популярный портал
НАУКА в РФ и за рубежом
глазами блогера (работает с 01.09.2018 просмотров 31771)

Контакты (с 11 до 19): 8-903-899-44-37 Лилия или lili@k156.ru
на главную

РФ

Институты и конференции

Международные с РФ

Зарубежные

ВСЕ НОВОСТИ

Последние добавления

Все новости
(последние 10 )

2018-11-08
Открытие древнейшей звезды "состарило" наш регион Млечного Пути на три миллиарда лет
Подробнее

2018-11-08
Спиновая сверхтекучесть при комнатной температуре
Подробнее

2018-11-07
Топологический предсказатель - поиск новых веществ ускорен в несколько раз
Подробнее

2018-11-07
Уникальное биоразнообразие дальневосточных морей
Подробнее

2018-11-06
Ученые создали клеточный препарат для сращения костей
Подробнее

2018-11-06
Новая терапия спинного мозга помогает парализованным пациентам снова начать ходить
Подробнее

2018-11-04
Наночастицы серебра за чистый воздух городов
Подробнее

2018-11-03
Квантовая телепортация и степени свободы света
Подробнее

2018-11-03
Однофотонные источники света высокой чистоты
Подробнее

2018-11-02
Перечень типов клеток по экспрессии генов и карта мозга
Подробнее

 

 

ТЕМЫ НОВОСТЕЙ:

2018-11-03 (№ 175)
Однофотонные источники света высокой чистоты
КАЗАНЬ, 3 ноября пресс служба КФУ. Магистрант КФУ исследует генерацию однофотонных состояний света, необходимых для квантовых вычислений Это поможет разработать однофотонные источники света.

Диплом за лучший доклад на XXII Международной молодежной научной школе "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия", проходившей в КФУ, получил Илья Чуприна. Организаторами Школы являются Казанский федеральный университет, Казанский физико-техническим институт КазНЦ РАН и Академия наук Республики Татарстан.

Молодой ученый Института физики КФУ представил в октябре на суд строгого жюри свою работу «Генерация чистых однофотонных состояний света на основе спонтанного четырехволнового смешения в системе связанных кольцевых микрорезонаторов». Научные исследования Илья, который в сентябре стал лауреатом Премии имени К.А.Валиева, ведет под руководством профессора РАН, профессора КФУ, директора КФТИ ФИЦ КазНЦ РАН Алексея Калачева. «Разработка однофотонных источников света, которой мы сейчас занимаемся, — важная задача оптических квантовых технологий, поскольку однофотонные состояния являются необходимым ресурсом квантовых коммуникаций и квантовых вычислений. В частности особенно востребованы интегральные источники квантовых состояний света на основе фотонных чипов, поскольку они легко масштабируются и могут быть встроены в сложные квантовые схемы», – отмечает магистрант кафедры оптики и нанофотоники Института физики Казанского федерального университета. В августе этого года в журнале Laser Physics Letters вышла статья, одним из авторов которой является Илья Чуприна. Молодой физик рассказал о научных результатах, которые нашли отражение в этой публикации.

Илья Чуприна Молодой ученый Института физики КФУ представил в октябре на суд строгого жюри свою работу «Генерация чистых однофотонных состояний света на основе спонтанного четырехволнового смешения в системе связанных кольцевых микрорезонаторов»



«В нашей работе мы исследовали генерацию однофотонных состояний света в кольцевых микрорезонаторах, представляющих собой волновод в форме кольца на кремниевой подложке. Такие резонаторы можно изготовить стандартными литографическими методами и объединить в целую систему на одном фотонном чипе. В результате нелинейных оптических эффектов при воздействии излучения накачки в такой системе могут рождаться коррелированные пары фотонов. Тогда детектирование одного из них говорит о наличии второго, и мы получаем так называемый однотонный источник с оповещением, – рассказывает Илья. – Цель нашей работы состояла в том, чтобы найти оптимальные условия для генерации чистых однофотонных состояний, то есть состояний, которые заданы с максимально возможной точностью. Это очень важная задача, поскольку именно такие состояния нужны для оптических квантовых вычислений».

Авторам исследования удалось доказать, что в системе связанных резонаторов при некоторых оптимальных условиях можно генерировать почти идеальные чистые состояния и сразу разделять коррелированные фотоны по каналам, что упрощает оптическую схему. По словам Ильи Чуприны, этот подход можно использовать для оптимизации и других источников квантовых состояний света, основанных на нелинейных эффектах в микрорезонаторах.

Автор: Лариса Бусиль



ПРЕДИСТОРИЯ 1

Международная группа учёных, включающая руководителя лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ Олега Астафьева, использовала сверхпроводящий кубит в качестве однофотонного источника СВЧ-излучения. Учёные подчёркивают, что такой источник может перестраивать частоту излучения и обладает высокой эффективностью. Технология имеет большой потенциал для применения в квантовых компьютерах, а также в изучении взаимодействия между светом и веществом. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.



Однофотонные источники являются важным компонентом квантовых вычислительных систем, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today. Такие излучатели включают в себя микрорезонатор: его геометрия определяет длину волны излучаемого фотона. Оперативная настройка длины волны и соответствующей ей частоты в таких системах невозможна. Группа учёных из Лондонского университета (Великобритания), Института физико-химических исследований RIKEN (Япония), Национальной физической лаборатории NPL Великобритании и МФТИ (Россия) разработала однофотонный источник без жёсткого и неперенастраиваемого резонатора.

В роли источника единичного фотона можно использовать единичный атом (см. Рисунок). При переходе атома из возбуждённого состояния в нижнее избыток энергии испускается в виде кванта света — фотона. Проблема подобного излучателя в том, что фотон испускается в произвольном направлении, и «поймать» его для дальнейшего использования — непростая задача. Поэтому эффективность таких систем (существуй они в реальности) была бы мала.



ПРЕДИСТОРИЯ 2

ТЕКСТ НАУЧНОЙ СТАТЬИ НА ТЕМУ "ОДНОФОТОННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОСТРУКТУР", ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ, 2009, том 73, № 1, с. 83-86

УДК 621.382

ОДНОФОТОННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОСТРУКТУР

© 2009 г. В. А. Гайслер

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАИ, Новосибирск E-mail: haisler@thermo.isp.nsc.ru

Приведен краткий обзор результатов разработки излучателей одиночных фотонов на основе полупроводниковых квантовых точек. Рассмотрена конструкция однофотонного излучателя с токовой накачкой, содержащего одиночную квантовую точку InAs и брэгговский микрорезонатор. Показано, что в однофотонных излучателях данного типа может быть достигнута высокая внешняя квантовая эффективность на уровне 78%.

Абсолютный предел миниатюризации светоиз-лучателей - это разработка и создание излучателей одиночных фотонов. Эффективные однофо-тонные излучатели являются важнейшим ресурсом систем квантовой криптографии и квантовых вычислений, они также представляют большой интерес для создания прецизионного спектрального оборудования и эталонов оптической мощности [1, 2].

Идеальный излучатель одиночных фотонов определяется как фотонный источник, в котором под действием управляющего сигнала (и только под действием этого сигнала) излучается один (и только один) фотон. Он является источником однофотонных фоковских состояний и может быть реализован лишь на основе изолированных квантовых систем, таких как одиночный атом, молекула, центр окраски или "искусственный" атом - одиночная полупроводниковая квантовая точка [2, 3].

Приборная реализация эффективных излучателей одиночных фотонов относится к числу наиболее сложных задач нанотехнологий, для ее выполнения необходимо

1) локализовать квантовую систему;

2) эффективно накачать ее;

3) эффективно собрать излучение.

Все три перечисленные выше проблемы принципиально разрешимы с использованием современных полупроводниковых технологий, позволяющих интегрировать одиночную полупроводниковую квантовую точку в полупроводниковый микрорезонатор. В последние годы направления исследований в этой области сосредоточены на поисках оптимальных технологий получения и позиционирования квантовых точек, на разработке наиболее эффективных способов накачки полупроводниковых квантовых точек, на разработке конструкции микрорезонатора, обеспечивающего максимальную внешнюю квантовую эффективность излучения.

К настоящему моменту времени однофотонное излучение продемонстрировано на целом ряде полупроводниковых квантовых точек, включая квантовые точки ваК/АШ, ?пваМ/ваК, Сё8е/2п8, 1пР/Оа1пР, ?пАз/ваАз и ?пАвДпР [2, 4-7]. Очевидным достоинством квантовых точек на основе широкозонных материалов ваК/АШ, ?пваМ/ваК, СёБе^пБ является возможность создания излучателей, работающих при относительно высоких температурах, вплоть до Т = 200 К, что продемонстрировано в [2, 4, 5].

Источник: http://naukarus.com/odnofotonnye-istochniki-sveta-na-osnove-poluprovodnikovyh-nanostruktur



Это конечно не вся история однофотонных источников, она очень длинна и запутана. Когда впервые о таких вещах начали говорить точно не известно. http://bourabai.kz/articles/loudon/photon.htm

Что такое фотон? профессор Родни Лаундeн, Университет Эссекса, Колчестер, Великобритания. Интерферометр Брауна - Твисса

Эксперимент, описанный в сущности ур-нием выше осуществляется на практике использованием разновидности интерферометра, сначала созданного Брауном и Твиссом в 1950-е годы. Они не могли использовать однофотонный вход, но их прибор был по существу тем же, что и показанный на на Фиг.1 с источником света - ртутной дугой в плече 1. Их интересовало измерение угловых размеров диаметров звезд интерференцией интенсивностей звездного света, а не интерференция амплитуд поля, использовавшаяся в традиционных классических интерферометрах. Аппаратура, которую они создали работала хорошо с произвольным мультифотонным светом излученным электрическими дугами или звездами.





Источник

 

Сайты партнеры

 

 

Фантастика
детектив

 

 

Неоднозначное мироздание

 

costroma.k156.ru

 

 

 

(с) ООО "Новый город".
Создание сайта - веб студия Новый город