Сегодня 26 декабря 2024
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.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Киберпанковый слешер Ghostrunner 2 стал новой бесплатной игрой в Epic Games Store — раздача доступна в России и продлится всего 24 часа 2 ч.
Activision сыграет в кальмара: новый трейлер раскрыл, когда в Call of Duty: Black Ops 6 стартует кроссовер со Squid Game 2 2 ч.
«К чёрту Embracer Group»: неизвестный устроил утечку исходного кода Saints Row IV 4 ч.
Отечественная платформа Tantor повысит производительность и удобство работы с СУБД на базе PostgreSQL 7 ч.
В Steam вышла новая демоверсия голливудской стратегии Hollywood Animal от авторов This is the Police 7 ч.
IT-холдинг Т1 подал иск к «Марвел-Дистрибуции» в связи с уходом Fortinet из России 8 ч.
Рождественское чудо: в открытый доступ выложили документы Rockstar начала 2000-х, включая планы на GTA Online от 2001 года 8 ч.
«Битрикс24» представил собственную ИИ-модель BitrixGPT 9 ч.
За 2024 год в Китае допустили к релизу более 1400 игр — это лучший результат за последние пять лет 9 ч.
Google применила конкурирующего ИИ-бота Anthropic Claude для улучшения своих нейросетей Gemini 10 ч.
Китайский автопроизводитель GAC представил гуманоидного робота GoMate с 38 степенями свободы 2 ч.
Главный конкурент Tesla запустил разработку человекоподобных роботов 2 ч.
Omdia: быстрый рост спроса на TPU Google ставит под вопрос доминирование NVIDIA на рынке ИИ-ускорителей 3 ч.
Российскую игровую приставку собрались построить на процессоре «Эльбрус», для которого не существует игр 4 ч.
Ubitium придумала универсальный процессор — он один выполняет работу CPU, GPU, FPGA и DSP 4 ч.
Equinix предложил ИИ-фабрики на базе систем Dell с ускорителями NVIDIA 5 ч.
NASA показало «рождественскую ель» галактического масштаба 5 ч.
Китайский оператор ЦОД Yovole может выйти на IPO в США — после неудавшейся попытки в Китае 5 ч.
Patriot представила SSD P400 V4 PCIe 4.0 — до 4 Тбайт и до 6200 Мбайт/с 6 ч.
OnePlus представила доступные флагманы Ace 5 и Ace 5 Pro со Snapdragon, большими экранами и до 16 Гбайт ОЗУ 6 ч.