2009年11月17日
充分利用量子的世界,一个关键商品entanglement-the毛骨悚然,distance-defying链接对象之间可以形成如原子即使他们是完全屏蔽。
现在,物理学家们联合量子研究所(JQI),协作组织国家标准与技术研究院(NIST)马里兰大学,已经开发出一种有前景的新纠缠光子源使用量子点激光调整。JQI技术可能有一天使更紧凑和方便的来源比目前的纠缠光子对的量子信息应用,如“量子密钥分配加密敏感信息。
量子点是纳米级的semiconductor-so电荷的小点是在四面八方。他们可以发出photons-fluoresce-by注入能量创建所谓的“激子,”一个电子配对和electron-less“洞”。When the electron falls back into the hole, the excess energy is released as a photon. Quantum dots can also host the even more exotic "biexciton," composed of two electrons and two holes.
当一个短暂的双激子分解,它经历了两滴在能源、类似于降阶梯的两个,和一个光子释放在每个阶段。物理学家们一直试图利用这一过程对纠缠光子的量子点。使纠缠可能的是双激子衰减沿两种可能的途径之一,类似于两个不同的梯子,让它在地上。
在其后裔发布一对光子与一个不同的极化(电场方向)根据阶梯下降。如果能量下降在每个阶段是完全一样的在这两个通路,这梯子看起来相同,途径成为indistinguishable-and结果待定的双激子释放光子偏振值。测量光子将立即确定其极化和定义其伴侣纠缠的标志。
但缺陷在量子点的结构创建不同的能量水平(一级山庄)之间的两个途径,使他们容易区分,创建与预先确定的光子,明确定义的偏振。除了在罕见的情况下,这甚至适用可靠,广泛的铟砷化镓(InGaAs)点JQI研究员安德烈亚斯•穆勒和他的同事们在NIST创建的。穆勒和他的同事解决了这个问题,在量子点喜气洋洋的激光。激光的能量水平电场变化的一个途径,这样两个路径匹配,导致纠缠光子的发射。
纠缠光子来自单个量子点,但他们发现了寻找点在大样本的瑕疵不小心给了两条途径相同的能源结构。JQI组长格伦·所罗门说,这种纠缠技术可以为各种量子点工作。虽然点必须冷却到低温下,他补充说,量子点可以提供优势一样纠缠在传统晶体同行来源体积更小,而且可以方便地产生一对纠缠光子,而不是成捆。
* a·穆勒W.F.方,j . Lawall所罗门和9。创建polarization-entangled光子量子点。即将在物理评论快报。