Un ologramma spazio-temporale di vibrazioni molecolari viene creato nel gas dalla diffusione Raman stimolata. Questo ologramma viene quindi utilizzato per la conversione di frequenza di singoli fotoni altamente efficiente e che preserva la correlazione. Credito:Nicolas Joly/Istituto Max Planck per la scienza della luce
I quanti di luce, i fotoni, costituiscono la base della distribuzione delle chiavi quantistiche nelle moderne reti crittografiche. Prima che l'enorme potenziale della tecnologia quantistica sia pienamente realizzato, tuttavia, rimangono diverse sfide. Una soluzione a uno di questi è stata ora trovata.
In un articolo pubblicato sulla rivista Scienza , i team guidati da David Novoa, Nicolas Joly e Philip Russell riportano una svolta nella conversione di frequenza di singoli fotoni, basata su una fibra di cristallo fotonico (PCF) a nucleo cavo riempita con idrogeno gassoso. In primo luogo un ologramma spazio-temporale di vibrazioni molecolari viene creato nel gas mediante la diffusione Raman stimolata. Questo ologramma viene quindi utilizzato per la conversione di frequenza di singoli fotoni altamente efficiente e che preserva la correlazione. Il sistema opera a una lunghezza d'onda sintonizzabile alla pressione, il che lo rende potenzialmente interessante per le comunicazioni quantistiche, dove sorgenti efficienti di singoli fotoni indistinguibili non sono disponibili a lunghezze d'onda compatibili con le reti in fibra esistenti.
L'approccio combina l'ottica quantistica, l'ottica non lineare basata su gas, il PCF hollow-core e la fisica delle vibrazioni molecolari per formare uno strumento efficiente in grado di operare in qualsiasi banda spettrale dall'ultravioletto al medio infrarosso, un campo di lavoro ultra-ampio inaccessibile alle tecnologie esistenti. I risultati possono essere utilizzati per sviluppare strumenti basati su fibra in tecnologie come le comunicazioni quantistiche e l'imaging quantistico. + Esplora ulteriormente
