Знаменитый эксперимент 1801 года показал, что свет, проходящий через две тонкие щели, интерферирует сам с собой, образуя характерный полосатый узор. Теперь физики показали, что аналогичный эффект может возникнуть с двумя щелями во времени, а не в пространстве: одно зеркало, которое быстро включается и выключается, вызывает интерференцию в лазерном импульсе, заставляя его менять цвет.
Результат опубликован 3 апреля в журнале Nature Physics. Это новый поворот к классическому эксперименту с двумя щелями, проведенному физиком Томасом Юнгом, который продемонстрировал волнообразный аспект света, а также — во многих его более поздних повторениях — что квантовые объекты, начиная от фотонов и заканчивая молекулами, имеют двойственную природу.
Быстрое переключение зеркала — возможно, занимающее всего 1 фемтосекунду (одну квадриллионную долю секунды) — показывает, что некоторые материалы могут изменять свои оптические свойства намного быстрее, чем считалось возможным ранее, — говорит Андреа Алу, физик из университета Нью-Йорка. Это может открыть новые пути для создания устройств, которые обрабатывают информацию с помощью света, а не электронных импульсов.
В работе предлагается технология производства источников неразличимых фотонов в телекоммуникационном С-диапазоне на основе эпитаксиальных полупроводниковых квантовых точек. Новая методика позволяет детерминировано интегрировать квантовые излучатели в микрорезонаторы из кольцевых брэгговских решёток.
В работе реализован протокол BB84 с твердотельным источником одиночных фотонов на основе атомарно тонких слоев WSe2, выделяющийся простотой изготовления и настройки свойств. Система конкурентоспособна в сравнении с передовыми решениями, а с внедрением улучшений в виде микрорезонаторов может превзойти их.
В статье описывается метод широкопольной квантовой микроскопии с пространственным разрешением 1,4 мкм, основанный на схеме с симметричными плечами холостых и сигнальных фотонов. Преимущества метода: высокие скорость, отношение сигнал/шум и устойчивость к рассеянному свету в сравнении с аналогичными методами квантовой визуализации.
г. Санкт-Петербург, улица Савушкина 83, корп. 3