Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Новое наноустройство меняет цвет светового сигнала на уровне одиночных фотонов

Новое наноустройство меняет цвет светового сигнала на уровне одиночных фотонов
Преобразование одного фотона из одного цвета, или частоты, в другой – важный инструмент в квантовой связи, который использует тонкие корреляции между субатомными свойствами фотонов (частицы света) для надежного хранения и передачи информации.


Ученые из Национального института стандартов и технологий (NIST) уже разработали миниатюрную версию преобразователя частоты, используя технологию, аналогичную той, которая используется для создания компьютерных чипов.

Крошечное устройство, способное помочь повысить безопасность и увеличить расстояние, на котором работают квантовые системы связи следующего поколения, может быть адаптировано для широкого спектра применений, обеспечивая простую интеграцию с другими элементами обработки информации и может массового производиться.

Новый наноразмерный преобразователь оптической частоты эффективно преобразует фотоны с одной частоты на другую, потребляя лишь небольшое количество энергии и при добавлении очень низкого уровня шума, а именно фонового света, не связанного с входным сигналом.

Преобразователи частоты имеют важное значение для решения двух проблем. Частоты, на которых квантовые системы оптимально генерируют и хранят информацию, как правило, значительно выше, чем частоты, необходимые для передачи этой информации через километр расстояния в оптических волокнах. Преобразование фотонов между этими частотами требует сдвига сотен терагерц (один терагерц – триллион волновых циклов в секунду).

Гораздо меньшее, но по-прежнему критическое, частотное рассогласование возникает, когда две квантовые системы, которые должны быть идентичными, имеют небольшие вариации в форме и композиции. Эти изменения заставляют системы генерировать фотоны, незначительно отличающиеся по частоте, вместо того, чтобы быть точными копиями, которые могут потребовать квантовую сеть связи.

Новый преобразователь частоты фотонов, пример нанофотонной техники, решает оба вопроса, пишут Цин Ли (Qing Li), Марсело Даванцо (Marcelo Davanço) и Картик Сринивасан (Karthik Srinivasan) в Nature Photonics.

Ключевой компонент чип-интегрированного устройства представляет собой миниатюрный кольцеобразный резонатор около 80 мкм в диаметре (чуть меньше, чем ширина человеческого волоса) и несколько десятых долей микрометра толщиной. Форма и размеры кольца, который выполнен из нитрида кремния, выбраны для повышения собственных свойств материала в преобразовании света из одной частоты в другую. Кольцевой резонатор приводится в движение с помощью двух лазеров накачки, каждый из которых работает на отдельной частоте. В схеме, известной как четырехволновые смешение когерентного рассеяния (рассеяние Брэгга), фотон заставляет кольцо сдвигается по частоте на величину, равную разнице в частотах двух лазеров накачки.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
-1
Предложен новый метод уточнения постоянной Хаббла

Предложен новый метод уточнения постоянной Хаббла

Группа международных ученых предложила простой и новый метод, позволяющий снизить погрешность измерений постоянной Хаббла до 2% с использованием однократного наблюдения пары сливающихся нейтронных звезд.

Вселенная непрерывно расширяется. Из-за этого далекие объекты удаляются от нас. Фактически, чем дальше они находятся, тем быстрее движутся. Ученые описывают это расширение через известное число, постоянную Хаббла, которая сообщает, насколько быстро объекты во Вселенной удаляются от нас в зависимости от их расстояния до нас. Путем точного измерения постоянной Хаббла можно определить некоторые из са...
05.05.21 10:59
0
1
Раскрыт секрет долгожителей о здоровом старение

Раскрыт секрет долгожителей о здоровом старение

В наиболее подробном геномном исследовании с участием людей старше 100 лет, исследователи сосредоточили внимание на нескольких конкретных генетических характеристиках, которые обеспечивают защиту от возрастных заболеваний.

Варианты генов, улучшающие процессы репарации ДНК, были особенно заметны именно у пожилых людей. Если хорошо питаться, часто заниматься спортом и избегать пагубных пороков, есть все основания надеяться на долгую и здоровую жизнь. Конечно, многие возрастные заболевания кажутся почти неизбежными, независимо от того, настигнут ли они вас в 80 или 90 лет. Но некоторые люди демонстрируют склонность к ...
05.05.21 10:15
0
0
Новый инструмент для редактирования генов «проникает» в ДНК клетки без разрезов

Новый инструмент для редактирования генов «проникает» в ДНК клетки без разрезов

CRISPR-Cas9 - революционный инструмент для редактирования генов, но у него есть и недостатки.

Ученые из Гарварда продемонстрировали альтернативную систему генной инженерии под названием Retron Library Recombineering (RLR), которая работает без разрезания ДНК и может быть быстро применена к огромным популяциям клеток. CRISPR работает как генетические ножницы, способные вносить точные изменения «вырезать и вставить» в геном живых клеток. Система может искать определенную последовательность ...
04.05.21 13:29
0
1
4 астронавтов вернулись с МКС

4 астронавтов вернулись с МКС

SpaceX благополучно вернула четырех астронавтов с Международной космической станции в воскресенье, совершив первое приводнение экипажа в США в темноте после полета Apollo-8.

Капсула Dragon спустилась с парашютом в Мексиканском заливе у побережья Панама-Сити, Флорида, незадолго до 3 часов ночи, завершив второй полет астронавтов компании Илона Маска. Это была экспресс-поездка домой, продолжавшаяся всего шесть с половиной часов. Астронавты, трое американцев и один японец, прилетели обратно в той же капсуле под названием «Resilience», в которой они стартовали из Космиче...
03.05.21 12:16
0
1
Переработанные отходы целлюлозных заводов придают цементу прочность и эластичность

Переработанные отходы целлюлозных заводов придают цементу прочность и эластичность

Целлюлозные заводы производят значительное количество отходов, и ученые довольно творчески подходят к тому, как их можно использовать.

Последний пример исходит от исследователей Университета Британской Колумбии (UBC), которые использовали отходы целлюлозного завода в качестве наполнителя для цемента, который оказался более прочным и устойчивым. Отходы, лежащие в основе этого прорыва, известны как зола уноса целлюлозных заводов (PFA), которую целлюлозно-бумажная промышленность Северной Америки производит более миллиона тонн ежего...
11.04.21 16:09
0
2
Проводящий гидрогель может найти применение в робототехнике и не только

Проводящий гидрогель может найти применение в робототехнике и не только

Сейчас для создания устройства с высокой электропроводностью придется использовать твердые металлы. Но теперь ученые из Университета Карнеги-Меллона создали мягкий и гибкий материал, отвечающий всем требованиям.

Под руководством профессора Кармеля Маджиди исследователи начали с суспендирования чешуек серебра микрометрового размера в полиакриламидно-альгинатном гидрогеле. Когда этот материал впоследствии был частично дегидратирован, чешуйки серебра сцепились друг с другом, образуя сети, проходящие через матрицу гидрогеля. Эти сети были не только очень электропроводными, но и могли противостоять механическ...
21.03.21 13:29
0
1
Бактериальная биопленка выжимает масло из воды

Бактериальная биопленка выжимает масло из воды

Масло и воду очень трудно разделить, что затрудняет очистку загрязненной воды. Исследователи из Университета Северной Каролины обнаружили, что мембрана из бактериальной биопленки может эффективно пропускать воду, удерживая при этом масло.

Нефть представляет серьезную опасность для окружающей среды, когда случаются огромные разливы нефти, такие как Deepwater Horizon, но даже в меньших масштабах загрязнение может происходить в результате промышленных процессов. Всегда востребованы новые решения по очистке. В новом исследовании исследователи Университета Северной Каролины обратились за помощью к бактериям. Чтобы защитить себя от вред...
09.03.21 22:34
0
7
Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация наносит вред как тканям, так и материалам. Но инженеры из Массачусетского технологического института крайне удивились, обнаружив, что она может помочь некоторым сплавам восстановиться, продлив срок их полезного использования.

Это поможет в проектировании будущих электростанций. Известно, что в ядерных реакторах радиация ускоряет коррозию большинства материалов, что приводит к возможному выходу из строя и вероятным катастрофическим последствиям. Поэтому в новом исследовании ученые из MIT и Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли намеревались определить, насколько вредна коррозия при разных уровнях радиации. Но их...
10.07.20 18:40
0