Одиночный фотон — как идеально ровный кирпичик, из которого можно строить квантовые технологии. Но чтобы построить дом, нужны тысячи одинаковых кирпичей. Атомы рубидия — прирождённые излучатели: каждый атом испускает фотоны строго одной длины волны, как камертон, всегда дающий одну ноту. Проблема в том, как собрать много атомов в одном месте и заставить их работать согласованно.

Учёные использовали оптические пинцеты — лазерные лучи, которые удерживают атомы в нужных точках, как пальцы держат горошины. Пятьдесят атомов рубидия расставили в ряд с шагом 5 микрометров (тоньше человеческого волоса в 10 раз). Затем к каждому атому подвели свой световод — тончайшую стеклянную нить, по которой фотон уходит в детектор. Но напрямую соединить атомы и волокна не получается: расстояние между атомами слишком мало, а стандартные разъёмы для волокон требуют шага 127 микрометров. На помощь пришёл стеклянный чип с веером волноводов — каналов, которые плавно расширяются, как раструб трубы, переводя узкий шаг в широкий.

Проверка показала: фотоны действительно одиночные, а не пачками. Соседние каналы почти не мешают друг другу — лишь 0.4% света попадает не в свой детектор. Если какой-то атом теряется, его можно заменить из резервуара — запасных атомов, плавающих рядом. За секунду удаётся восстановить 118 атомов, так что массив остаётся заполненным на 93%. А чип на 784 канала уже изготовлен — это как эскиз будущего небоскрёба, где вместо 50 окон — почти 800.

Такая платформа — первый шаг к фабрике одиночных фотонов. Когда-нибудь тысячи таких источников соединят в квантовый интернет, где информация передаётся не электрическими импульсами, а одиночными частицами света.