Des chercheurs créent photons intriqués à partir Quantum Dots

Published on November 17, 2009 at 5:29 PM

Pour exploiter le monde quantique au maximum, une marchandise clé est l'enchevêtrement de la chair de poule-, la distance défiant lien qui peut se former entre les objets tels que les atomes, même quand ils sont complètement à l'abri de l'autre. Maintenant, les physiciens de l'Institut commun de Quantum (JQI), une organisation de collaboration de l' Institut National des Standards and Technology (NIST) et l'Université du Maryland, ont développé une source prometteuse de nouvelles de photons intriqués à l'aide des points quantiques peaufiné avec un laser. La technique pourrait un jour permettre JQI sources plus compact et pratique des paires de photons intriqués à l'heure actuelle disponible pour les applications de l'information quantique, comme la distribution des "clés quantiques" pour le cryptage des messages sensibles.

Les points quantiques sont à l'échelle nanométrique des morceaux de semi-conducteurs si petits que des charges électriques dans les points sont confinés dans toutes les directions. Ils peuvent être faits à émettre des photons-fluorescence par pompage dans l'énergie à créer soi-disant «excitons», un appariement d'un électron et l'électron-moins "trou". Lorsque l'électron retombe dans le trou, l'énergie excédentaire est libérée sous forme d'un photon. Les quantum dots peuvent également accueillir les plus exotiques »biexciton», composé de deux électrons et deux trous.

Quand un biexciton courte durée se décompose, il subit deux gouttes dans l'énergie, analogue à descendant deux barreaux d'une échelle, et d'un photon est publié à chaque étape. Les physiciens ont longtemps été d'essayer d'utiliser ce processus pour obtenir des paires de photons intriqués à partir des points quantiques. Ce qui rend l'enchevêtrement possible est que le déclin pourrait biexciton long d'une des deux voies possibles, analogue à deux échelles différentes que les deux l'obtenir à la terre. Pendant sa descente, il diffuse une paire de photons avec un autre type de polarisation (direction du champ électrique) en fonction de l'échelle, elle descend. Si la chute de l'énergie à chaque étape est exactement la même dans les deux voies, de sorte que les échelles semblent identiques, les parcours deviennent indiscernables et à la suite de la biexciton communiqués photons avec les valeurs de polarisation indéterminée. Mesure d'un photon à la fois de déterminer sa polarisation et de définir instantanément ses partenaires-une caractéristique de l'enchevêtrement.

Mais les imperfections dans la structure de la boîte quantique crée des différences dans les niveaux d'énergie (hauteurs sonné) entre les deux voies, ce qui les rend reconnaissable et la création de photons avec prédéterminé, polarisations clairement définis. Sauf dans de rares cas, cela est vrai même pour la fiabilité, l'arséniure d'indium gallium largement fabriquée (InGaAs) points qui JQI chercheur Andreas Muller et ses collègues ont créé au NIST. Muller et ses collègues ont résolu ce problème en rayonnant d'un laser à la boîte quantique. Champ électrique du laser changements des niveaux d'énergie dans l'une des voies pour que les deux voies correspondent, résultant en l'émission de photons intriqués.

Photons intriqués sont venus de différents points quantiques avant, mais ils ont été repérés par la chasse pour des points de grands échantillons dont les imperfections accidentellement donné les deux voies de la structure énergétique identique. JQI leader du groupe Glenn Salomon dit que cette technique pouvait travailler l'enchevêtrement d'une grande variété de points quantiques. Bien que les points doivent être refroidis à des températures cryogéniques, il ajoute que les points quantiques pourraient offrir des avantages comme des sources d'enchevêtrement sur leurs homologues de cristal conventionnels car ils sont moins encombrants et peuvent commodément produire une paire de photons intriqués à la fois, au lieu d'en grappes.

* A. Muller, WFFang, J. Lawall et GS Salomon. Créer polarisation des photons intriqués à partir d'un point quantique. Prochains dans Physical Review Letters.

Last Update: 4. October 2011 22:00

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