Натянутая струна звучит выше, а ослабленная ниже. В квантовых точках роль струны играет кристаллическая решётка: сжатие или растяжение меняет цвет излучаемого света. Проблема в том, что при выращивании нанопроводов каждая точка получает своё случайное натяжение, и их «струны» звучат вразнобой. Для квантовых сетей, где фотоны от разных излучателей должны быть неразличимы, такой разнобой смертелен.
Учёные нашли способ подтянуть каждую струну отдельно, не прикасаясь к ней. Нанопровод из фосфида индия с квантовой точкой из арсенида индия покрывают оболочкой из аморфного сульфида сурьмы (Sb₂S₃). Этот материал, как воск, размягчается под лучом света. Лазер с длиной волны 671 нм, направленный на одиночный нанопровод, заставляет оболочку слегка «потечь» и снять часть механического напряжения с ядра. В результате квантовая точка испытывает меньшее сжатие, и её излучение сдвигается в красную сторону. При комнатной температуре сдвиг составил 7–8 мэВ, а при охлаждении до 12 К достиг 28 мэВ. Это соответствует изменению длины волны примерно на 30 нм, что сопоставимо с шириной целого канала в телекоммуникационном диапазоне.
Эксперименты с рентгеновской дифракцией показали, что после нанесения оболочки ядро InP сжимается на 0,13% по обеим осям. Это напряжение и является «расстройкой» струны. Облучение снимает его, но не полностью: остаётся некоторый остаточный сдвиг, который можно контролировать дозой света. Важно, что при этом не ухудшается ширина линии излучения, то есть качество одиночных фотонов сохраняется. Метод работает при криогенных температурах, где квантовые точки обычно и используются.
Такой способ настройки бесконтактен и локален: можно подправить один излучатель на чипе, не трогая соседние. Это открывает путь к созданию массивов нанопроводов с индивидуально настроенными длинами волн для запутанных состояний. В перспективе метод может быть интегрирован в технологический процесс производства фотонных интегральных схем, где согласование спектров излучателей является ключевой задачей.
Натянутая струна теперь поддаётся точной настройке лучом света. Вместо того чтобы выращивать идеально одинаковые квантовые точки, можно вырастить их с разбросом, а затем «подтянуть» каждую до нужной ноты. Такой подход делает масштабируемые квантовые сети на шаг ближе.
Сдвиг 28 мэВ при 12 К соответствует изменению длины волны примерно на 30 нм в телекоммуникационном O-диапазоне, что сопоставимо с шириной целого канала DWDM.
В сериале «Пространство» квантовая запутанность используется для мгновенной связи через Солнечную систему. Настройка идентичных длин волн излучателей, подобная описанной, необходима для создания таких каналов связи.