Wissenschaftler entwickeln ultrakompakte Quellen für verschränkte Polarisationsphotonen für miniaturisierte Quantengeräte

Wissenschaftler haben eine ultradünne Lichtquelle geschaffen, die Paare polarisierter Photonen aussendet. Diese speziell korrelierten Photonen sind vielversprechend für zukünftige Quantentechnologien, einschließlich ultrasicherer Kommunikation, leistungsstarker Berechnungen und hochpräziser Messungen. Diese Lichtquelle ist besonders klein, rein, effizient und vielseitig.

Die Forschung wird in der Zeitschrift veröffentlicht eLight.

Verschränkte Photonen haben eine einzigartige Verbindung. Durch die Messung der Eigenschaften eines Photons können Wissenschaftler unabhängig von der Entfernung sofort die Eigenschaften seines verschränkten Partners bestimmen. Dieses Phänomen hat das Potenzial, Bereiche wie Kommunikation, Informatik und Messtechnik zu revolutionieren.

Die neue Lichtquelle besteht aus einem speziellen Material namens 3R-WS₂ und ist hunderte Male dünner als ein menschliches Haar. Dieses Material ermöglicht es, die Lichtquelle zu miniaturisieren und in zukünftige quantenphotonische Schaltkreise zu integrieren.

Den Forschern gelang dieser Durchbruch durch die sorgfältige Auswahl eines Materials mit den richtigen Eigenschaften. Das Material muss in der Lage sein, verschränkte Photonen effizient zu erzeugen und über eine wohldefinierte innere Struktur verfügen. Forscher haben die Materialauswahlregel für die Polarisationsverschränkung identifiziert und so die Suche nach anderen potenziellen Quantenmaterialien mit überlegener Leistung erleichtert.

Diese Forschung stellt einen Durchbruch in der Entwicklung praktischer Quantentechnologien dar. Durch die Schaffung kleinerer, effizienterer Quellen verschränkter Photonen bringen Wissenschaftler die Quantentechnologie näher an die Realität heran.