On-demand-fotonkälla och kvantteleportationsinställning. (A) Den strålande rekombinationen av XX-X-tillstånd ger två fotoner intrasslade i polarisering om den energiska delningen av X-tillståndet, finkonstruktion (FSS), är tillräckligt låg. Generationen på begäran sker via en resonanslaser som är inställd på halva energin i XX-tillståndet. EB indikerar XX -bindningsenergin. (B) Befolkning av XX -tillståndet som en funktion av pulsområdet. Experimentella data (cirklar) modelleras som en exponentiellt dämpad sinuskvadratfunktion (lila kurva) för att bestämma den avbildade preparatets trohet. (C) autokorrelationsmätningarna för XX- och X -övergången för en representativ QD. (D) Den experimentella inställningen för kvantteleportation. En pulserad laser [titansapphire (TiSa)] används för att excitera två gånger QD, som sedan avger ett tidigt par (PE) och ett sent par (PL) av intrasslade fotoner separerade med At i tid. XX- och X -fotonerna separeras sedan spektralt med ett filter (F). Den tidiga XE och sena XL passerar en HOM Mach-Zehnder som består av två stråldelare (BS), utför mätning av Bell -tillstånd. Polarisatorer (POL) och variabla retardrar (VR) används för att definiera XL -ingångstillståndet och XXE -detekteringstillståndet i enlighet därmed. Korrelationsmätningen med tre foton registreras sedan som en funktion av ankomsttiden τ med lavinfotodioder (APD). Kreditera: Vetenskapliga framsteg (2018). DOI:10.1126/sciadv.aau1255
Ett team av forskare från Österrike, Italien och Sverige har framgångsrikt demonstrerat teleportering med fotoner på begäran från kvantprickar. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskapliga framsteg , gruppen förklarar hur de uppnådde denna bedrift och hur den gäller framtida kvantkommunikationsnätverk.
Forskare och många andra är mycket intresserade av att utveckla verkligt kvantkommunikationsnätverk - man tror att sådana nätverk kommer att vara säkra från hackning eller avlyssning på grund av deras natur. Men, som forskarna med denna nya insats påpekar, det finns fortfarande några problem som står i vägen. En av dessa är svårigheten att förstärka kvantsignaler. Ett sätt att komma runt detta problem, de noterar, är att generera fotoner på begäran som en del av en kvantrepeterare-detta hjälper till att effektivt hantera de höga klockfrekvenserna. I denna nya insats, de har gjort just det, med hjälp av halvledarkvantumspunkter.
Tidigare arbete kring möjligheten att använda halvledarkvantumspunkter har visat att det är ett genomförbart sätt att demonstrera teleportation, men bara under vissa förutsättningar, ingen av dem tillät on-demand-applikationer. På grund av det, de har inte ansetts vara en tryckknappsteknik. I denna nya insats, forskarna övervann detta problem genom att skapa kvantprickar som var mycket symmetriska med en etsningsmetod för att skapa de hålpar där kvantprickarna utvecklas. Processen de använde kallades en XX (biexciton) –X (exciton) kaskad. De använde sedan ett dubbelpulsat excitationsschema för att fylla det önskade XX-tillståndet (efter att två par fällt fotoner, de behöll sin trassel). Detta är tillåtet för produktion av on-demand-enkla fotoner som är lämpliga för teleportation. Det dubbelpulserade excitationsschemat var avgörande för processen, laget noterar, eftersom det minimerade re-excitation.
Forskarna testade sin process först på subjektiva inmatningar och sedan på olika kvantpunkter, bevisar att det kan fungera i ett brett spektrum av applikationer. De följde upp det genom att skapa en ram som andra forskare kunde använda som vägledning för att replikera sina ansträngningar. Men de erkände också att det fortfarande finns mer arbete att göra (mestadels för att höja klockfrekvensen) innan processen kan användas i verkliga applikationer. De räknar med att det kommer att vara några år till.
© 2018 Science X Network
