Ученые из университетов Базеля, Рура и Падерборна разработали источник практически неразличимых фотонов на основе полупроводниковой квантовой точки. Фотоны рассматриваются как удобные носители квантовой информации, однако для многих операций их свойства должны максимально точно совпадать. Для этого исследователи использовали квантовую точку — своеобразный искусственный атом внутри полупроводника — помещенную в специально настроенный оптический резонатор. Такая конструкция позволила точнее контролировать процесс излучения света.
В основе метода лежит распад биэкситона. Квантовая точка дважды возбуждается, после чего последовательно переходит в менее энергетические состояния и испускает два фотона. Резонатор ускоряет и контролирует этот процесс, позволяя получать пары частиц с очень близкими характеристиками по команде. В результате ученым удалось добиться неразличимости фотонов примерно на уровне 90% — заметно выше прежнего показателя около 60%. Чем меньше различий между частицами, тем надежнее они могут интерферировать друг с другом и тем ниже вероятность ошибок при обработке квантовой информации.
Исследователи считают, что показатель можно увеличить еще сильнее. Одним из оставшихся ограничений являются фононы — колебания кристаллической решетки полупроводника. Если их влияние удастся дополнительно снизить, технология может приблизить создание более качественных источников фотонов для квантовой связи и будущих квантовых сетей.
