I fisici della Paderborn University hanno sviluppato un nuovo concetto per generare singoli fotoni - minuscole particelle di luce che costituiscono la radiazione elettromagnetica - con proprietà personalizzate, la cui manipolazione controllata è di fondamentale importanza per le tecnologie quantistiche fotoniche. I risultati sono stati ora pubblicati sulla rivista Nature Communications.

Il professor Artur Zrenner, capo del gruppo di ricerca "Optoelettronica delle nanostrutture", spiega come gli stati desiderati su misura abbiano finora rappresentato una sfida:"Le sorgenti corrispondenti si basano solitamente sulle emissioni di luce dei singoli emettitori quantici di semiconduttori, che generano i fotoni. Qui, le proprietà dei fotoni emessi sono definiti dalle proprietà fisse dell'emettitore quantistico e quindi non possono essere controllati con piena flessibilità."

Per aggirare il problema, gli scienziati hanno sviluppato un metodo completamente ottico e non lineare per personalizzare e controllare le emissioni di singoli fotoni. Sulla base di questo concetto, dimostrano la regolazione dell'energia guidata dal laser e il controllo della polarizzazione dei fotoni (cioè la frequenza della luce e la direzione di oscillazione delle onde elettromagnetiche).

Il professor Stefan Schumacher, un fisico di Paderborn che è stato anche coinvolto nello studio, afferma di aver "creato un processo di conversione verso il basso controllato da laser da uno stato eccitato dell'emettitore quantistico a semiconduttore a uno stato intermedio virtuale, che ha portato all'emissione di un singolo fotone ."

Zrenner ritiene che i risultati segnino un passo importante verso l'emissione su misura di un singolo fotone da un sistema quantistico fotonico basato su principi ottici quantistici. + Esplora ulteriormente

Generazione di luce in una sovrapposizione quantistica di numeri di fotoni