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

Skrytý mechanismus zničil obraz za 30 milionů. Záhadný Banksy ukázal zuby

Banksy do svého obrazu zabudoval skartovačku.

Banksy, jeden z nejznámějších a zároveň nejzáhadnějších umělců, znovu šokoval umělecký svět. Ani ne tak úspěchem v...

Afrika do Evropy narazí, shodují se vědci. Budoucnost však zůstává záhadou

Předpověď budoucího pohybu kontinentů Christophera Scoteseho.

Zatímco rekonstrukce minulosti pohybu kontinentů je skutečná věda, jejich predikce je spíše koníček či spekulace....



Jeho fotky jsou až neskutečně nádherné. Podívejte se, jak vznikají

Kalendář 43. výsadkového praporu - Nic nepotěší potápěče průzkumného týmu po...

Jeho fotky výsadkářů z Chrudimi viděl téměř každý. Vypadají jako vystřižené z toho nejdražšího hollywoodského akčního...

Podívejte se, kdy vám vypnou současné televizní vysílání a co s tím udělat

Nelamte si s DVB-T2 hlavu. Vše podstatné se dozvíte níže.

Současné pozemní digitální televizní vysílání má před sebou poslední měsíce života. První vysílače budou vypnuty již...

Start lodě Sojuz MS-10 se nezdařil, modul s posádkou nouzově přistál

Start Sojuzu MS-10 z Bajkonuru 11. října 2018.

Čtvrteční start lodě Sojuz MS-10 z kosmodromu Bajkonur v Kazachstánu se nezdařil. Kvůli závadě na nosné raketě Sojuz...

Další z rubriky

Slavný Hitchcockův efekt zvládne s novým dronem Mavic 2 Zoom každý

DJI Mavic 2

Nový dron Mavic 2 přichází na trh ve variantách Zoom a Pro. Liší se pouze v gimbalu zavěšenými kamerami - jedna nabízí...

Armáda služebníků od LG pomůže s nákupem, odnese kufry a ukáže cestu

Nývlt Václav: LG CLOi

Některé již jezdí po světě, jiné na první úkoly teprve čekají. Centrální část stánku společnosti LG na veletrhu IFA...

Radioaktivnější voda je i v lázních, řekla o nehodě v Temelíně Dana Drábová

Šéfka českého státního jaderného dozoru Dana Drábová v diskusním pořadu...

O malé provozní havárii Temelína i obecných otázkách kolem jaderné energetiky hovořila v pořadu Rozstřel šéfka českého...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!



Najdete na iDNES.cz