Kopenhagen Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Qapalı fotonik kristal dalğa bələdçisində telekommunikasiya QD-ləri. Müəllif: Nature Nanotechnology (2026). DOI: 10.1038/s41565-026-02156-7

Nils Bor İnstitutunun tədqiqatçıları, artıq mövcud olan optik lif şəbəkəsinə kopyalana və ya bölünə bilməyən və buna görə də təhlükəsiz olan tək fotonları göndərməyi bacararaq uzun müddətdir davam edən maneəni aşıblar. Bu, təhlükəsiz kvant məlumatlarına əsaslanan geniş tətbiq sahəsini açır. Tədqiqat Nature Nanotechnology jurnalında dərc olunub .

Optik liflərdə siqnal itkisi

Kvant nöqtələri koherent tək fotonlar — bölünə və ya kopyalana bilməyən və buna görə də kvant rabitəsi üçün təhlükəsiz olan tək işıq hissəcikləri yaratmaq qabiliyyətinə görə misilsizdir. İndiyə qədər problem ən yaxşı kvant nöqtələrinin yalnız 930 nm dalğa uzunluğunda işləməsində idi ki, bu da telekommunikasiya ilə uyğun olan 1260 nm dalğa uzunluğundan çox aşağıdır . Yalnız bu daha uzun dalğa uzunluqları məlumat daşıyan fotonları paylamaq üçün istifadə edilə bilər və bu, indiyə qədər optimal olmayan platformalarla məhdudlaşdırılıb.

İndi elm adamları hər iki dünyanın ən yaxşı xüsusiyyətlərindən istifadə edən yeni bir kvant nöqtəsi növü yaratmağı bacarıblar.

Səs-küy kvantla bağlı hər şeyin düşmənidir

Kvant işıq mənbələri ilə işləyən tədqiqatçılar uzun müddətdir ki, birbaşa telekom diapazonunda işləməyə çalışıblar, lakin Leonardo Midolo izah etdiyi kimi, bu dalğa uzunluqlarında istehsal olunan fotonlar həmişə çox səs-küylü olub. “Bu kontekstdə səs-küylü olmaq o deməkdir ki, eyni xüsusiyyətlərə malik bir-birinin ardınca fotonlar yarada bilməzsiniz. Fotonlar tamamilə eyni olmalıdır və telekom diapazonunda bu səviyyədə kvant koherentliyinə nail olmaq olduqca çətin olub.”İşıq dalğa uzunluqlarının təsviri və telekommunikasiya diapazonundakı yeni, əlaqəli kvant nöqtələrinin yeri. Müəllif: Markus Albrechtsen, NBI

İki əsas çətinliyin öhdəsindən gəlin

Leonardo Midolo və komandası iki əsas çətinliyin öhdəsindən bir anda gəlməyə müvəffəq olublar: onların fotonları artıq əlaqəli və eynidir və onlar birbaşa orijinal telekommunikasiya diapazonunda (təxminən 1300 nm), bu günün standart fiber-optik şəbəkələrində istifadə edilən eyni dalğa uzunluğunda yayılır. Bu, fotonik kvant texnologiyalarını mövcud rabitə infrastrukturuna bağlamaq üçün qapı açır.

İllərdir tədqiqat icması daxilində bir növ “qəbul edilmiş həqiqət” yayılırdı: bəli, telekom diapazonunda fotonlar yarada bilərsiniz, lakin onlar səs-küylü və anlaşılmaz olacaqlar – Leonardonun qeyd etdiyi kimi, bu, əslində kvant tətbiqləri üçün “faydasız” demək idi. Onların irəliləyişi bu fərziyyəyə qarşı çıxır.

Bu irəliləyiş, bu ultra aşağı səs-küylü kvant nöqtəsi emitterlərinin böyüməsini optimallaşdıran Almaniyanın Bohum şəhərindəki tədqiqat qrupu ilə əməkdaşlığa əsaslanır .

Tədqiqatın ilk müəlliflərindən biri olan Markus Albrechtsen əlavə edir: “Niels Bohr İnstitutunda biz daha sonra təmiz otağımızda qabaqcıl nanofabrikasiyadan istifadə edərək bu materialları kvant fotonik dövrələrə çeviririk. Biz nanokiplər hazırlayırıq və onların yüksək dərəcədə əlaqəli tək fotonlar yaydığını təsdiqləmək üçün onları aşağı temperaturda lazerlərlə araşdırırıq.”

Əlavələr pulsuzdur

Eyni dərəcədə vacib olan – tortun üstündəki bir növ qlazur – mürəkkəb optik qurğuları miniatürləşdirən çip miqyaslı optik sxemlər olan fotonik inteqral sxemlərin adətən silikondan hazırlanmasıdır. Bu, çipdəki işığı idarə etmək və yönləndirmək üçün ən çox yayılmış və səmərəli materialdır.

Lakin, silikon işığın çox hissəsini 1100 nanometrdən aşağı dalğa uzunluqlarında udur ki, bu da indiyə qədər bu fotonik çiplərə kvant nöqtələri kimi yaxın infraqırmızı şüalanma emitentlərinin inteqrasiyasını istisna etmişdir. Bu o deməkdir ki, fotonlarınızı koherent, eyni edə və 1300 nm -də işlədə bilsəniz , kvant dərəcəli işıq mənbələrini birbaşa kommersiya silikon fotonik çipləri ilə yerləşdirə bilərsiniz.

İndi nə baş verir?

Bu nailiyyət real, genişmiqyaslı kvant şəbəkələrinin qurulmasındakı ən böyük maneələrdən birini effektiv şəkildə aradan qaldırır. Bu o deməkdir ki, kvant çipləri, kvant təkrarlayıcıları və uzun məsafəli kvant rabitəsi artıq dünyanın mövcud fiber optik infrastrukturunun üzərində qurula bilər. Qeyri-xətti tezlik çevrilməsi kimi mürəkkəb həllər yoxdur. Sadəcə “qoş və işlə” kvant texnologiyası. Bir sözlə: funksional kvant internetinin qapısı artıq rəsmi olaraq açıqdır. Və bu platforma əlimizdə olduqda, ilk miqyaslı kvant şəbəkəsinin qurulması üçün yarış başlayır.

Nəşr detalları

Marcus Albrechtsen və digərləri, Orijinal telekommunikasiya diapazonunda kvant-koherent foton-emitent interfeysi, Nature Nanotechnology (2026). DOI: 10.1038/s41565-026-02156-7 . ArXiv -də : DOI: 10.48550/arxiv.2510.09251

Jurnal məlumatı: Nature Nanotechnology , arXiv  

Əsas anlayışlar

Kvant rabitəsi, protokollar və texnologiyaKvant nöqtələri

Kopenhagen Universiteti tərəfindən təmin edilir