Встраивая квантовые точки (qdots) в структуру обычного полупроводникового светодиода ученые из Великобритании создали первый электрический источник света, который излучает связанные фотоны света. Создание такого компактного источника связанных фотонов обещает скорые прорывы в областях квантовых вычислений, квантовых коммуникаций и квантовой криптографии. "Мы впервые получили связанные фотоны света, используя электрический ток. Все предыдущие методики получения связанных фотонов использовали свет лазеров, поэтому были достаточно громоздки и дороги" - рассказал Марк Стивенсон (Mark Stevenson) из Toshiba Research Europe. "Наши исследования являются "днем рождения" электрических источников связанного света. В дальнейшем мы собираемся заняться совершенствованием полученной технологии с целью дальнейшей ее коммерциализации".
Самым основным применением светодиодов связанного света (Entangled LED, ELED) является использование их в качестве источников света в будущих оптических квантовых компьютерах. Эти компьютеры будут разработаны с учетом требований массового параллелизма вычислений и будут основаны на использовании квантовых битов (qubits) для хранения и обработки информации. Такой параллелизм позволит получить огромную вычислительную мощность и решать громоздкие вычислительные задачи, такие как, моделирование климата в планетарном масштабе, фармацевтические, биологические, физические и другие исследования.
Структура ELED основана на использовании InAs квантовых точек, "вложенных" в микроотверстие, микровпадину, имеющее полупроводниковую структуру p-i-n. Большим препятствием в реализации технологии была глубина этой микровпадины, которая отрицательно сказывалась на энергии излучаемых фотонов.
"Поскольку ELED просто управляются потоком электричества и они достаточно компактны, существует возможность интеграции множества таких компонентов в рамках одного кристалла микросхемы" - рассказывает Стивенсон. "Конечно, можно представить себе квантовый компьютер, который будет функционировать на множестве лазерных источников связанного света, но он будет громоздким, дорогим, сложным в обслуживании, что сделает его применение непрактичным".
Команда ученых продемонстрировала, что образцы светодиодов ELED могут излучать связанные пары фотонов под воздействием как постоянного, так и переменного напряжения, при этом, в последнем случае, коэффициент "связанности" фотонов достигает значения 0.82. "Нам еще предстоит откорректировать структуры полупроводников таким образом, что бы управлять потоком энергии и предотвратить преждевременную зарядку квантовой точки после того, как излучается первый фотон связанной пары", добавил Стивенсон.
Источник: dailytechinfo
|
