Francouzští vědci mají nový generátor k rozvoji kvantové provázanosti

aktualizováno 
Vědcům z institutu CNRS se podařilo vytvořit nový zdroj kvantově provázaných fotonů, který je 12x účinnější než všechny dosud používané systémy. Nově vyvinuté nanozařízení by se mohlo stát klíčovou komponentou budoucích kvantových procesorů.

Kvantová fyzika | foto: Profimedia

Při zkoumání kvantových aplikací, jako jsou kvantové počítače či kryptografie nebo teleportace, se vědci opírají o velmi zvláštní fenomén známý jako kvantová provázanost.

Tento jev je tak neobvyklý, že se s jeho existencí nedokázal smířit ani věhlasný Albert Einstein, který ho nazval "strašidelným působením na dálku". Přesto byl tento efekt skutečně pozorován a v minulosti i opakovaně prokázán.

Laserové generátory

Provázaností se v tomto případě myslí vzájemná závislost vlastností dvou částic bez ohledu na vzdálenost mezi nimi. Cokoli se pak v tomto stavu stane s jednou částicí, má okamžitý vliv i na druhou. Jinak řečeno, pokud změníme u první částice provázaného páru například spin, změní se tato vlastnost ihned i u druhé, ať už se obě částice nacházejí třeba několik světelných let daleko od sebe.

Ovšem provázat elementární částice mezi sebou, což se pro rozvoj výše zmíněných technologií ukazuje jako velmi důležité, ne-li přímo nezbytné, je velice obtížný úkol, který vyžaduje speciální laboratorní podmínky. Vědci k výrobě provázaných fotonových párů běžně používají generátory, ve kterých se působením laseru jeden foton rozdělí na dva.

Jenže má to háček – výkonnost takových systémů je velice malá, skutečně kvantově provázané fotony získáme tímto způsobem jen asi v jednom případě ze sta, což významně omezuje jejich praktické využití. Navíc jsou laserové generátory zařízení značných rozměrů, takže o jejich aplikaci v mikrosystémech nemůže být ani řeč.

Laserové generátory

12krát vyšší výkon

Všechny tyto problémy by mohl překonat nový typ generátoru, který vyvinuli vědci z francouzského Národního střediska pro vědecký výzkum (Centre national de la recherche scientifique, CNRS). Výzkumníci vytvořili systém s tzv. fotonickou molekulou, ve kterém polovodičová kvantová tečka vysílá pár provázaných fotonů, přičemž proces je opět stimulován dopadem laserového pulzu.

Fotonická molekula zároveň funguje i jako past, tudíž by se v ní daly kvantově provázané fotony i skladovat. Prozatím sice vyprodukuje jeden fotonový pár při každém osmém pulzu, ale i to je asi 12krát více než u jiných obdobných zařízení.

Vědci ale slibují další vylepšení a poněkud optimisticky tvrdí, že ani dosažení 100procentní účinnosti není mimo jejich možnosti. Kvantové tečky jsou nanokrystaly z polovodičových materiálů schopné vázat nosiče nábojů (fungují jako potenciálové jámy), jejichž rozměry se pohybují okolo 20 nanometrů.

Díky svým kvantovým vlastnostem se podobají atomům a užívají se ve speciálních zařízeních, u nichž je potřeba pracovat s jednotlivými fotony či elektrony. Nový generátor by měl v budoucnu umožnit vývoj elektroluminiscenčních diod vyzařujících kvantově provázané páry fotonů, jež by se jednou mohly stát klíčovými komponenty budoucích kvantových procesorů.

Zdroj: www2.cnrs.fr
Image credit: Jean-Louis Le Hir

Autor:
 

Nejčtenější

Unikla hesla rekordních 773 milionů uživatelů. Najdete tam to svoje?

Není heslo jako heslo. Či spíše heslo jako heslo vlastně ani není heslo.

Více než miliarda unikátních kombinací e-mailu a hesla unikla na web v zatím rekordní databázi přístupových údajů....

Nájemný vrah doplatil na svůj koníček, udaly jej chytré sportovní hodinky

Mark Fellows na snímku z desetikilometrového závodu v Manchesteru v roce 2015

Britský běžec a cyklista Mark Fellows byl odsouzen k doživotnímu trestu za dvojnásobnou vraždu. K jeho odhalení a...

Čeští vývojáři vylepšili vláček pro koleje z IKEA. Uhání až 90 cm/s

Intelino tým

Vypadá jako obyčejný vláček, ale můžete ho ovládat přes aplikaci v mobilu nebo jen pokládáním barevných terčíků na...

SpaceX začíná zkoušky „superrakety“. Bude se lesknout jako zrcadlo

Stavba pokusné rakety konceptu Starship na raketodromu SpaceX v jižním Texasu.

Fanouškům kosmonautiky přichystal šéf společnosti SpaceX Elon Musk na přelomu roku nečekaný dárek: nové plány na stavbu...

Tito lidé neexistují. Počítač si je vymyslel, napodobí rasu i vlasy

Fotografie neexistujících celebrit generované neuronovou sítí Nvidia na základě...

Podívejte se na fotky lidí, které jste nikdy nepotkali a nepotkáte. Počítač si je totiž vymyslel. Generativní...

Další z rubriky

Fúzní elektrárnu budeme mít do pěti let, chlubí se firma

Pohled na část experimentálnho fúzního zařízení C2-U společnosti TAE. Má velmi...

Společnost TAE, dříve známá jako Tri Alpha Energy, během příštích pěti let začne na trhu nabízet fúzní zařízení na...

OBRAZEM: Nosič s raketoplánem na zádech a přelet rodiště Nicka Twispa

Nosič Boeing 747 SCA (Shuttle Carrier Aircraft) a raketoplán Enterprise

Národní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA) provozoval dva Boeingy 747 upravené do role nosičů raketoplánů. Jeden z...

Reaktor, kterému věří Bill Gates, zatím stát nebude. Kvůli politice

Vizualice podoby plánované experimentální elektrárny, kterou měla společnost...

Nová pravidla americké administrativy pro vývoj jaderných technologií do Číny mimo jiné vedla i ke zrušení dohody o...

Najdete na iDNES.cz