Физики создали установку, излучающую при нажатии кнопки один фотон

Исследователи из германского института квантовой оптики Макса Планка (Max Planck Institute of Quantum Optics) впервые сумели произвольно контролировать излучение ионом одного единственного фотона.

Подвешенный в специальную ловушку единственный ион кальция испускал строго по одному фотону каждый раз, когда физики нажимали на кнопку.

Ловушка состояла из пары зеркал с высокой отражательной способностью, радиочастотных излучателей, электродов, создающих постоянное электрическое поле, и лазерного луча, служившего для "накачки" иона, а также — так называемого лазерного охлаждения.

Последнее ограничило область перемещений иона в ловушке 40 нанометрами, что было намного меньше длины волны, которую этот ион должен был испускать — 866 нанометров. Это было важно для создания фотонов с запрограммированными свойствами.

Расстояние между зеркалами было подобрано так, что в них формировалась стоячая резонансная (по отношению к испускаемой) волна излучения.

Эта волна была частью ловушки для иона и играла роль своего рода логического переключателя.

Как только ион испускал один фотон (который уходил из прибора через одно из зеркал, сделанное полупрозрачным), атом оказывался в положении, в котором не мог больше "впитывать" излучение лазера накачки.

Только при следующем импульсе лазера процесс мог повториться.

Благодаря этому учёные смогли с высокой точностью и совершенно произвольно управлять количеством фотонов, испускаемых ионом, длительностью и формой столь крошечного светового импульса.

Также они создали детектор, который фиксировал каждый фотон, выпущенный ионом, индивидуально.

Такой беспрецедентный, по одному фотону, контроль над излучением — важный элемент зарождающейся сейчас отрасли — квантовой вычислительной техники, сулящей прорыв в информационных технологиях.

Источник: Membrana.ru

Ссылки по теме:
- Компьютерщики, инженеры и учёные разработали ускоритель открытий

Обсудить на форуме