Ett spatio-temporalt hologram av molekylära vibrationer skapas i gasen genom stimulerad Raman-spridning. Detta hologram används sedan för mycket effektiv, korrelationsbevarande frekvensomvandling av enstaka fotoner. Kredit:Nicolas Joly/Max Planck Institute for the Science of Light
Ljuskvanta – fotoner – utgör grunden för kvantnyckeldistribution i moderna kryptografiska nätverk. Innan kvantteknologins enorma potential är fullt realiserad återstår dock flera utmaningar. En lösning på en av dessa har nu hittats.
I en artikel publicerad i tidskriften Science , rapporterar team ledda av David Novoa, Nicolas Joly och Philip Russell ett genombrott i frekvensuppkonvertering av enstaka fotoner, baserat på en ihålig fotonisk kristallfiber (PCF) fylld med vätgas. Först skapas ett spatio-temporalt hologram av molekylära vibrationer i gasen genom stimulerad Raman-spridning. Detta hologram används sedan för mycket effektiv, korrelationsbevarande frekvensomvandling av enstaka fotoner. Systemet arbetar med en tryckavstämbar våglängd, vilket gör det potentiellt intressant för kvantkommunikation, där effektiva källor för oskiljbara enfotoner inte är tillgängliga vid våglängder som är kompatibla med befintliga fibernätverk.
Tillvägagångssättet kombinerar kvantoptik, gasbaserad olinjär optik, PCF med ihålig kärna och molekylära vibrationers fysik för att bilda ett effektivt verktyg som kan arbeta i alla spektralband från ultraviolett till mellaninfrarött - ett ultrabrett arbetsområde otillgänglig för befintlig teknik. Resultaten kan användas för att utveckla fiberbaserade verktyg inom teknologier som kvantkommunikation och kvantförbättrad bildbehandling. + Utforska vidare
