Нелинейность волновода с квантовой точкой помогла запутать фотоны

Европейские физики подробно исследовали взаимодействие одиночных фотонов в фотоннокристаллическом волноводе, содержащем квантовую точку. Они показали, что, варьируя длительности импульсов и их задержку, можно добиться различной степени нелинейности, а также управлять степенью скоррелированности световых квантов.

Исследование опубликовано в Nature Physics.

В обычной жизни мы практически не сталкиваемся с ситуацией, в которой пересекающиеся лучи света влияют друг на друга. Так происходит потому, что уравнения, описывающие распространение света, например, в воздухе, стекле или воде, линейны, а значит, их можно решать независимо для каждого пучка света. Тем не менее, в этом все же есть некоторое приближение, поскольку в той или иной степени нелинейность проявляют все среды, даже вакуум.

С квантовой точки зрения нелинейность представляет собой фотон-фотонное взаимодействие. Несмотря на то, что нелинейная оптика существует уже почти целое столетие, физики не могут сделать силу этого взаимодействия достаточно большой, чтобы заставить фотоны образовывать материю (и, например, изготовить световой меч), хотя некоторые успехи в этом направлении все же имеютсяhttps://nplus1.ru/news/2018/02/16/three-photon-bounded-state.

Куда более приземленным стало использование оптической нелинейности для создания полностью фотонных схем для работы с классической или квантовой информацией. Так, для изготовления оптического транзистора, нужно, чтобы прохождение через него одного фотона, зависело от наличия или отсутствия другого фотона. Если один из фотонов находится в состоянии квантовой суперпозиции по отношению к этому процессу, это приведет к запутанности фотонов. Эффективность полностью оптических схем напрямую зависит от силы фотон-фотонного взаимодействия, поэтому физики пробуют различные физические платформы, чтобы сделать его максимально интенсивным и быстрым.

Ханна Ле Жанник (Hanna Le Jeannic) из Копенгагенского университета с коллегами из Германии, Дании и Испании использовали для этой цели квантовую точку, помещенную в волновод. Такая конфигурация позволила им добиться сильной связи между распространяющейся модой и эмиттером, что обеспечило нелинейность на уровне одиночных фотонов. Они продемонстрировали на этой платформе, как один фотон управляет распространением другого, а также как два фотона могут запутаться, рассеиваясь на квантовой точке.

Подробнее
Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

N+1