Ученые из КАИ, ИОФ РАН, МГУ, Российского квантового центра и НИТУ МИСИС представили результаты исследования по генерации квантовых состояний света. В работе описаны разработка и исследование эффективных оптических волокон для генерации бифотонов с высокой временной корреляцией.
Бифотоны – это пары фотонов, связанных на квантовом уровне. Их согласованность важна для квантовых технологий, таких как квантовые вычисления, криптография и сенсоры. Степень корреляции определяет, насколько точно фотоны ведут себя вместе, и может выражаться в единицах времени, длине волны, поляризации и других параметрах.
Ученые разработали оптические волокна с периодической поляризацией, которые обладают более эффективным нелинейным откликом. Этот отклик необходим для создания бифотонов, а высокая эффективность позволяет использовать лазеры малой мощности. Волокна преобразуют непрерывное лазерное излучение в пары фотонов с длиной волны 1540 нм, что важно для телекоммуникаций.
Эксперименты показали, что значение кросс-корреляционной функции превышает 10 000. Это означает, что фотоны генерируются одновременно с малым уровнем шума, что снижает вероятность ошибок при регистрации и увеличивает достоверность передачи данных.
Максим Смирнов, доцент кафедры электронных и квантовых средств передачи информации КНИТУ-КАИ и кандидат физико-математических наук, отметил: «Мы достигли этого результата благодаря сотрудничеству научного коллектива из разных учреждений. Волокна, созданные в ИОФ РАН, позволяют эффективно управлять генерацией бифотонов. Раньше такие состояния света можно было получить только в лаборатории с использованием сложных импульсных лазеров. Теперь мы можем создавать компактные и надежные источники бифотонов на основе доступных непрерывных лазеров».
Разработанная технология открывает перспективы для создания компактных и масштабируемых квантовых источников, полезных в квантовых вычислениях и коммуникациях.
Исследование поддержано Российским научным фондом.
Источник: Минобрнауки РФ
распечатать статью
