🟠اسپارو کوانتوم رکورد تولید بیش از ۵۰۰ میلیون فوتون قابل‌استفاده در ثانیه را ثبت کرد

🔹شرکت #Sparrow_Quantum با همکاری دانشگاه روهر بوخوم، یک منبع تک‌فوتون قطعی (deterministic single-photon source) توسعه داده است که با نرخ ۱ گیگاهرتز، بیش از ۵۰۰ میلیون فوتون قابل‌استفاده در هر ثانیه را مستقیماً وارد فیبر نوری تک‌مد می‌کند؛ رقمی که به گفته پژوهشگران، بالاترین شار تک‌فوتونی گزارش‌شده تا امروز محسوب می‌شود. این سامانه در عین حال بازده فیبری بیش از ۵۰ درصد، خلوص بالای تک‌فوتون‌ها و تمایزناپذیری بالای دو فوتون را حفظ کرده است.

🔸اهمیت این دستاورد تنها به سرعت بالای تولید فوتون محدود نیست. سامانه‌های فوتونیکی کوانتومی برای پردازش و شبکه‌سازی به فوتون‌هایی نیاز دارند که تقریباً یکسان باشند و در زمان موردنیاز تولید شوند؛ در حالی که منابع احتمالی رایج با افزایش تعداد فوتون‌ها به یک گلوگاه جدی تبدیل می‌شوند، زیرا برای اجرای آزمایش‌های چندفوتونی باید همه فوتون‌ها به‌طور همزمان در دسترس باشند و اثر تلفات با افزایش تعداد آن‌ها به‌سرعت تشدید می‌شود.

❗️برخلاف بسیاری از گزارش‌های عملکرد منابع فوتونی، ارقام اعلام‌شده در این آزمایش پس از فیلترگذاری طیفی به دست نیامده‌اند و پژوهشگران کل تابش خروجی منبع را جمع‌آوری و حد پایین عملکرد را گزارش کرده‌اند. جریان تولیدشده بیش از ۱۰۰ پیکووات توان نوری دارد؛ مقداری که حتی با یک توان‌سنج نوری معمولی قابل اندازه‌گیری است و می‌تواند در کوتاه‌مدت برای #مترولوژی، ایجاد استاندارد شار فوتونی و کالیبراسیون آشکارسازهای تک‌فوتونی نیز کاربرد داشته باشد.

🔹این منبع تا حد فیزیکی ممکن تحت تحریک قرار گرفته است؛ به‌طوری‌که در فرکانس ۱ گیگاهرتز دیگر فضایی برای قرار دادن پالس اضافی میان پالس‌های موجود باقی نمی‌ماند. با وجود این نرخ بالا، کیفیت فوتون‌ها افت نکرده است. به گفته Peter Lodahl، بنیان‌گذار و مدیر ارشد کوانتومی Sparrow Quantum، این پیشرفت حاصل مهندسی منبع و جمع‌آوری تمام فوتون‌های تولیدشده بوده، بدون آنکه کیفیت خروجی قربانی افزایش نرخ تولید شود.

🔸افزایش شدید شار فوتونی می‌تواند اجرای آزمایش‌هایی را که تاکنون عمدتاً در حد طراحی نظری باقی مانده‌اند عملی‌تر کند. با تقسیم خروجی منبع میان ۱۰ کانال از طریق دمالتی‌پلکسینگ زمانی-فضایی (time-space demultiplexing)، همچنان ده‌ها میلیون فوتون در ثانیه به هر کانال می‌رسد؛ نرخی که برای آزمایش‌های ۱۰ فوتونی و تداخل حدود ۱۰ تا ۲۰ فوتون کافی ارزیابی شده و می‌تواند کاربردهایی در رایانش کوانتومی اپتیکی خطی، یادگیری ماشین تقویت‌شده با کوانتوم، توزیع کلید کوانتومی و #شبکه‌های_کوانتومی را تسهیل کند.

🔹با این حال، افزایش تعداد فوتون‌ها تنها بخشی از مسیر مقیاس‌پذیری سامانه‌های فوتونیکی است. گام مهم بعدی، ایجاد و کنترل درهم‌تنیدگی میان تعداد زیادی فوتون با همان سطح از کنترل و قابلیت اطمینان است؛ چالشی که Sparrow Quantum آن را مرحله بعدی توسعه سامانه‌های فوتونیکی بزرگ‌تر می‌داند.

📎لینک خبر
‼️لینک پیش چاپ مقاله

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #فوتونیک_کوانتومی