Phương pháp mới tạo ra các hạt photon hầu như không thể phân biệt được

Insider Brief

• Các nhà nghiên cứu đã cải thiện độ tương đồng của các photon được tạo ra bởi các chấm lượng tử bán dẫn, thúc đẩy các nguồn sáng cho truyền thông lượng tử và xử lý thông tin.
• Một hốc quang học đã kiểm soát và tăng tốc quá trình phát xạ photon, làm tăng khả năng không thể phân biệt của photon từ 60% lên 90%.
• Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hốc này cũng có thể cải thiện độ tinh khiết của photon, với các giới hạn còn lại liên quan đến các rung động trong mạng tinh thể của chất bán dẫn.

THÔNG CÁO BÁO CHÍ — Hợp tác chặt chẽ, các nhà nghiên cứu từ Paderborn University, University of Basel và Ruhr University Bochum đã đạt được một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực truyền thông lượng tử. Trong bài báo mới công bố trên tạp chí danh tiếng Physical Review Letters, họ trình bày cách các cấu trúc nano bán dẫn đặc biệt có thể được sử dụng để tạo ra các photon đơn lẻ và các cặp photon gần như giống hệt nhau một cách hoàn hảo. Những hạt "không thể phân biệt" này tạo nên nền tảng cho sự vướng víu lượng tử và giao thoa lượng tử.

Sự phân rã Biexciton

Trong xử lý thông tin lượng tử, photon là những hạt mang thông tin lý tưởng. Tuy nhiên, để sử dụng các hạt ánh sáng này cho các tính toán phức tạp, chúng phải sở hữu các đặc tính hoàn toàn giống nhau – một khía cạnh được gọi là "khả năng không thể phân biệt". Cho đến nay, các nguồn như vậy đã gặp phải vấn đề là các photon được tạo ra có mối tương quan về thời gian hoặc bị mất tiêu cự, điều này làm giảm đáng kể khả năng không thể phân biệt và do đó làm giảm chất lượng của chúng. Một nhóm các nghiên cứu sinh từ Basel và Paderborn hiện đã giải quyết được vấn đề này bằng cách sử dụng một quy trình được gọi là "sự phân rã biexciton" trong các chấm lượng tử bán dẫn bên trong một bộ cộng hưởng quang học.