Физики достигли рекордного временного разрешения в наблюдении одиночных фотонов

Исследователи предложили использовать временную линзу для обработки однофотонных сигналов пикосекундного масштаба. Новая технология поможет в создании систем распределенных вычислений и квантовых ключей для шифрования данных.

Инженеры из Колумбийского университета использовали временную линзу для наблюдения за одиночными фотонами. В своей статье, опубликованной в журнале Optica, исследователи показали, что с помощью этой технологии можно повысить временное разрешение детектора одиночных фотонов в 70 раз.

Лазер — это сфокусированный луч огромного количества фотонов, колеблющихся в пространстве с определенной частотой, объясняют ученые. С помощью временной линзы физики могут различать отдельные частицы света быстрее, чем когда-либо прежде.  

Обычное увеличительное стекло может увеличивать некоторые пространственные явления, которые вы иначе не смогли бы увидеть, точно также с помощью временной линзы вы можете различать детали во временном масштабе.

Чайтали Джоши, исследователь из Колумбийского университета и соавтор работы

Экспериментальная установка, разработанная учеными, состоит из двух лазерных лучей, которые «смешиваются» с сигнальным фотоном, чтобы создать еще один пакет света на другой частоте. С помощью временной линзы физики идентифицируют отдельные фотоны в составе луча с пикосекундным разрешением.

Физики считают, что однофотонные импульсы в четко определенных временных режимах идеально подходят для приложений, требующих активной синхронизации во временной области, таких, например, как распределение квантовых ключей и распределенные вычисления.

Исследователи отмечают, что созданная ими установка может не только наблюдать за одиночными фотонами, но и управлять их спектрами, изменяя траекторию движения. Эта технология понадобится для построения квантовых сетей связи. Как объясняют авторы работы, в такой сети все узлы должны иметь возможность «общаться» друг с другом. Если эти узлы — фотоны, для работы связи нужно, чтобы их спектральные и временные полосы пропускания совпадали.

Исследователи продолжат работу над установкой, чтобы добиться еще более высокого разрешения. Кроме того, ученые хотят перейти от использования оптических волокон к фотонному чипу, в который будет интегрирована временная линза.


Читать далее:

Космический зонд пролетел в 200 км от Меркурия. Посмотрите, что он увидел

Ученые раскрыли, как витамины влияют на заболеваемость раком

Китайский шлем для «чтения мыслей» бьет тревогу, когда человек видит порноконтент

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука