Одиночные фотоны из оптоволокна экспресс
Обычная лампа разбрасывает свет во все стороны, и предсказать, когда вылетит очередной фотон, невозможно. А для квантовых технологий нужен совсем другой свет — одиночные фотоны, которые появляются строго по одному, как письма из щели почтового ящика. Физики научились делать такие фотоны в оптоволокне — том самом, что уже опутывает города для интернета.
Внутри волокна добавили немного германия, чтобы оно стало чувствительным к ультрафиолету. Затем ультрафиолетовым лазером записали внутри волокна крошечную решётку из тёмных и светлых полос. Эта решётка работает как зеркало для света, но отражает не всё подряд, а только очень узкий участок спектра — как узкая щель в двери, через которую проходит только один сорт писем. Когда в волокно запускают мощный лазер накачки, иногда рождаются сразу два фотона. Один из них отражается от решётки и выходит обратно, а второй летит дальше. Поймав первый, мы узнаём: второй точно существует и уже в пути.
В опыте такие пары рождались достаточно часто, а ложных срабатываний было мало — на 70 настоящих пар приходилась одна случайная. Это значит, что источник можно использовать в квантовых сетях: посылать одиночные фотоны по волокну и соединять их с квантовой памятью, где свет останавливают и хранят. Такая память нужна, чтобы разные типы квантовых устройств могли общаться друг с другом.
Волоконная решётка, отражающая только узкий участок спектра, работает как крошечное зеркало толщиной в доли миллиметра, но способна отсеять почти весь лишний свет.