Китайские учёные разработали источник одиночных фотонов с эффективностью 71,2%: новая технология впервые позволила преодолеть порог потерь для квантовых вычислений
Команда учёных из Университета науки и технологий Китая (USTC) достигла значительного прорыва в области квантовых технологий. Под руководством профессоров Пана Цзяньвэя, Лу Чаояна и Ху Юнхэна они разработали источник одиночных фотонов с рекордной эффективностью, превышающей критический порог, необходимый для масштабируемых квантовых вычислений.
Фотоны, частицы света, являются идеальными переносчиками квантовой информации благодаря своей высокой скорости и устойчивости к внешним воздействиям. Однако для создания функциональных квантовых компьютеров на их основе необходимо решить две ключевые задачи: минимизировать потери фотонов и добиться эффективности источника выше 2/3 (или 66,7%). До сих пор ни одна разработка не могла преодолеть этот барьер, что значительно тормозило прогресс в этой области.
Для достижения успеха учёные разработали новую технологию — настраиваемую открытую оптическую микрополость. Эта технология позволяет точно соединять квантовые точки (крошечные источники света) с микрополостью, подстраивая их частоту и положение. Это решает проблему старых фиксированных микрополостей, которые часто «расстраивались». Кроме того, команда применила специально сформированные лазерные импульсы для воздействия на квантовую точку с высокой эффективностью, что значительно улучшило работу источника.
Результаты впечатляют: чистота одиночных фотонов достигла 98%, их неразличимость — 98,5%, а общая эффективность системы составила 71,2%, впервые превысив порог 2/3. Эффективность извлечения фотонов достигла 80,6%. С помощью этого источника учёные зафиксировали сжатие интенсивности на 1,89 дБ и зарегистрировали события с 40 последовательными фотонами с частотой 1,67 мГц. Это означает, что новый источник может компенсировать потери фотонов в квантовых вычислениях, приближая учёных к созданию идеального источника одиночных фотонов.
Этот прорыв имеет огромное значение для развития квантовых технологий и может стать важным шагом на пути к созданию полноценных квантовых компьютеров. Исследование, проведённое китайскими учёными, открывает новые горизонты для дальнейших разработок в области квантовой оптики и вычислений.
Подпишитесь на новости в телеграм: https://t.me/itnewsros