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Forscher Stellen Verwickelte Photonen von Quantums-Punkten her

Published on November 17, 2009 at 5:29 PM

Um die Quantumswelt zum vollsten auszunutzen, ist ein Schlüsselprodukt die gespenstische Verwicklung-d, Abstand-herausforderndes Link das zwischen Nachrichten wie Atomen sich bilden kann selbst wenn sie vollständig von gegenseitig abgeschirmt werden. Jetzt haben Physiker am Gemeinsamen Quantums- (JQI)Institut, eine kooperative Einteilung des National Institute of Standards and Technology (NIST) und die Universität von Maryland, eine viel versprechende neue Quelle von verwickelten Photonen unter Verwendung der Quantumspunkte entwickelt, die mit einem Laser optimiert werden. Die JQI-Technik aktiviert möglicherweise eines Tages die kompakteren und bequemeren Quellen von verwickelten Photonpaaren, als momentan erhältlich für Quantumsinformationsanwendungen wie die Verteilung „des Quantums“ für die Verschlüsselung von empfindlichen Meldungen befestigt.

Quantums-Punkte sind Nmschuppe Bits des Halbleiters-so klein, die elektrische Ladung in den Punkten in allen Richtungen begrenzt wird. Sie können gemacht werden, um Photon-fluoreszieren-durch das Pumpen auszustrahlen, in Energie, zum von so genannten „Excitons herzustellen,“ eine Paarung eines Elektrons und das Elektron-lose „Loch.“ Wenn das Elektron zurück in das Loch fällt, wird die überschüssige Energie als Photon freigegeben. Quantums-Punkte können das sogar exotische „biexciton auch bewirten,“ bestanden aus zwei Elektronen und zwei Löchern.

Wenn ein kurzlebiges biexciton zerlegt, macht es zwei Absinken der Energie durch, die dem Sinken von zwei Sprossen einer Leiter analog ist, und ein Photon wird in jedem Stadium freigegeben. Physiker haben lang versucht, diesen Prozess zu verwenden, um Paare der verwickelten Photonen von den Quantumspunkten zu erhalten. Was Verwicklung ist ermöglicht, dass das biexciton entlang einer von zwei möglichen Bahnen verfallen könnte, analog zwei verschiedenen Leitern diese beide gelangen Sie sie an den Boden. Während seines Sinkfluges gibt es ein Paar Photonen mit einer anderen Art Polarisation (Richtung des elektrischen Bereichs) abhängig von der Leiter frei, die sie sinkt. Wenn das Energieabsinken in jedem Stadium genau das selbe in beiden Bahnen ist, damit die Leitern identisch schauen, werden die Bahnen ununterscheidbar-und infolgedessen gibt das biexciton Photonen mit unbestimmten Polarisationswerten frei. Ein Photon Messend, würde seine Polarisation bestimmen und sofort seinen Partner-ein Stempel der Verwicklung definieren.

Aber Unvollkommenheiten innerhalb der Zelle des Quantumspunktes erstellen Unterschiede in den Energiestufen (Sprossenhöhen) zwischen den zwei Bahnen, machen sie unterscheidbar und stellen Photonen mit den vorbestimmten, eindeutig definierten Polarisationen her. Ausgenommen in seltene Fälle hält dieses wahr sogar für die zuverlässigen, breit fabrizierten IndiumGalliumarsenid (InGaAs)punkte an, die JQI-Forscher Andreas Muller und seine Kollegen an NIST herstellten. Muller und seine Mitarbeiter lösten dieses Problem, indem sie einen Laser am Quantumspunkt strahlten. Der elektrische Bereich des Lasers verschiebt die Energiestufen in einer der Bahnen, damit die zwei Bahnen oben übereinstimmen, mit dem Ergebnis der Emission von verwickelten Photonen.

Verwickelte Photonen sind von den einzelnen Quantumspunkten vor gekommen, aber sie sind beschmutzt worden, indem man für Punkte in den großen Proben jagte, deren Unvollkommenheiten den zwei Bahnen identische Energiezelle unbeabsichtigt gaben. JQI-Gruppenleiter Glenn Solomon sagt, dass diese Verwicklungstechnik für eine große Vielfalt von Quantumspunkten arbeiten könnte. Obwohl die Punkte zu den kälteerzeugenden Temperaturen abgekühlt werden müssen, fügt er hinzu, dass Quantumspunkte Vorteile als Verwicklungsquellen über ihren herkömmlichen Kristallkollegen, da sie weniger sperrig sind und ein Paar verwickelte Photonen bequem auf einmal produzieren können, anstelle in der Bündel anbieten konnten.

* A. Muller, W.F.Fang, J. Lawall und G.S. Solomon. Herstellen von Polarisation-verwickelten Photonen von einem Quantumspunkt. Bevorstehend in den Körperlichen Zusammenfassungs-Schreiben.

Last Update: 13. January 2012 12:39

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