Kvant Nöqtələri ilə Çox-Foton Vəziyyətlərinin İnnovativ Yaradılması

İnnsbruk Universitetinin fotonika tədqiqat qrupu kvant nöqtələrindən çox-foton vəziyyətlərinin yaradılması üçün yeni bir texnika inkişaf etdirib. Bu texnika, ənənəvi metodların məhdudiyyətlərini aradan qaldıraraq təhlükəsiz kvant açar paylama protokollarında dərhal tətbiqlərə imkan yaradır. Bu yenilik, bir neçə tərəf arasında eyni anda təhlükəsiz ünsiyyət qurmağı mümkün edəcək.

Kvant nöqtələri – tələb olunan anda tək fotonlar yaya bilən yarımkeçirici nanostrukturlar – foton kvant hesablaması üçün ən perspektivli mənbələrdən biri hesab olunur. Lakin hər bir kvant nöqtəsi fərqli olduğundan və bir az fərqli rəngdə foton yaya biləcəyindən, çox-foton vəziyyətləri yaratmaq üçün bir neçə kvant nöqtəsindən istifadə etmək mümkün deyil. Ənənəvi olaraq, tədqiqatçılar bir kvant nöqtəsindən istifadə edir və emissiyanı müxtəlif məkan və zaman rejimlərinə yönləndirmək üçün sürətli elektro-optik modulatorlardan istifadə edirlər. Bununla belə, sürətli elektro-optik modulatorlar bahalıdır və çox vaxt xüsusi mühəndislik tələb edir. Bundan əlavə, onlar çox da səmərəli olmaya bilər ki, bu da sistemdə lazımsız itkilər yaradır.

İnnsbruk Universitetinin Eksperimental Fizika Departamentinin Fotonika Qrupundan Vikas Remesh və Kembric Universiteti, Yohannes Kepler Linz Universiteti və digər təşkilatlardan olan beynəlxalq tədqiqat qrupu bu məhdudiyyətləri aradan qaldıran zərif bir həlli nümayiş etdirdi. Onların yanaşması, aktiv keçid komponentlərinə ehtiyac olmadan kvant nöqtəsindən birbaşa müxtəlif qütbləşmə vəziyyətlərində foton axınlarını yaratmaq üçün stimullaşdırılmış iki-foton oyatma adlı tamamilə optik bir texnikadan istifadə edir. Komanda, əla tək foton xüsusiyyətləri ilə yüksək keyfiyyətli iki-foton vəziyyətlərini yaradaraq texnikalarını nümayiş etdirdi.

"Metod, kvant nöqtəsini bieksiton vəziyyəti yaratmaq üçün dəqiq zamanlanmış lazer impulsları ilə oyatmaqla başlayır. Daha sonra foton emissiyasını istənilən qütbləşmə vəziyyətində müəyyən edən qütbləşmə idarə olunan stimullaşdırıcı impulslar tətbiq olunur," tədqiqatın ilk müəllifləri Yusuf Karli və İker Avila Arenas izah edirlər.

"Bu yanaşmanın xüsusilə zərif olmasını təmin edən əsas məqam, tək foton emissiyasından sonra bahalı və itkiyə səbəb olan elektron komponentlərin mürəkkəbliyini optik oyatma mərhələsinə keçirməyimizdir. Bu, kvant nöqtə mənbələrini real dünya tətbiqləri üçün daha praktik hala gətirmək üçün mühüm bir addımdır," deyə Remesh, tədqiqatın əsas aparıcısı, qeyd edir.

Gələcəyə baxan tədqiqatçılar, xüsusi hazırlanmış kvant nöqtələrindən istifadə edərək fotonları istənilən xətti qütbləşmə vəziyyətlərində yaratmaq texnikasını genişləndirməyi planlaşdırırlar. "Bu tədqiqat, bir neçə müstəqil foton axını ilə eyni vaxtda təhlükəsiz ünsiyyət qurmağa imkan verən kvant açar paylama protokollarında və kvant mexanikasının fundamental prinsiplərini test etmək üçün çox-foton interferensiya təcrübələrində dərhal tətbiqlərə malikdir," deyə İnnsbrukdakı fotonika tədqiqat qrupunun rəhbəri Gregor Weihs izah edir.

Bu tədqiqat, kvant optikası, yarımkeçirici fizikası və fotonika mühəndisliyi sahələrindəki ekspertizaların birgə səylərini əks etdirir.