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!
0
Гигантская черная дыра M87* сверкает

Гигантская черная дыра M87* сверкает

В прошлом году мир впервые взглянул на реальное прямое изображение тени черной дыры.

Теперь, оглядываясь на более ранние, более рудиментарные изображения, ученые обнаружили доказательства того, что кольцо вокруг M87* колеблется, из-за чего кажется, будто она блестит. Исторический снимок прошлого года стал результатом кропотливой работы, который довел нашу технологию наблюдений до предела. Это было кульминацией многолетних усилий и планирования, но окончательный снимок был составл...
25.09.20 20:11
0
2
Странные бури на Юпитере

Странные бури на Юпитере

На южном полюсе Юпитера таится поразительное зрелище даже для планеты-гиганта, покрытой красочными полосами, с большим красным пятном. Внизу у южного полюса планеты находится группа бурных штормов, расположенных в необычной геометрической форме.

С тех пор, как они были впервые обнаружены космическим зондом НАСА Juno в 2019 году, штормы стали для ученых загадкой. Штормы аналогичны ураганам на Земле. Но на нашей планете ураганы не собираются на полюсах и не кружатся друг вокруг друга в форме пятиугольника или шестиугольника, как это делают штормы Юпитера. Исследовательская группа, работающая в лаборатории Энди Ингерсолла, профессора планет...
24.09.20 23:33
0
2
Индийские астрономы открыли 70 новых переменных звезд

Индийские астрономы открыли 70 новых переменных звезд

Астрономы из Индии провели долгосрочное исследование фотометрической переменности рассеянного скопления NGC 559. В результате там они обнаружили 70 новых переменных звезд.

Звездные скопления предлагают отличные возможности для изучения звездной эволюции, поскольку представляют собой совокупность звезд с похожими свойствами, например, возрастом, расстоянием и начальным составом. В частности, астрономы часто ищут переменные звезды в скоплениях молодого и среднего возраста, что может иметь значение для улучшения понимания звезд до главной последовательности (PMS) и, сл...
23.09.20 16:55
0
0
Обнаружен первый ультра-горячий Нептун

Обнаружен первый ультра-горячий Нептун

Международная группа астрономов открыла первый ультра-горячий Нептун, вращающуюся вокруг звезды LTT 9779.

Планета вращается так близко к звезде, что год там длится всего 19 часов, а это означает, что звездное излучение нагревает планету до более чем 1700 градусов по Цельсию. При таких температурах тяжелые элементы, такие как железо, могут ионизироваться в атмосфере, а молекулы диссоциировать, что создает уникальную лабораторию для изучения химии планет за пределами Солнечной системы. Хотя мир весит ...
22.09.20 21:54
0
0
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
9
Бионический 3D глаз может обеспечить сверхчеловеческое зрение

Бионический 3D глаз может обеспечить сверхчеловеческое зрение

Человеческий глаз - невероятно сложный орган, поэтому неудивительно, что его нелегко реконструировать.

Исследователи представили первый в мире искусственный 3D глаз, который не только превосходит другие устройства, но и способен видеть лучше оригинала. Бионические глаза появляются как способ восстановить зрение людям, потерявшим его, и даже тем, у кого его никогда не было. В настоящее время наиболее продвинутыми являются версии таких компаний, как Bionic Vision Australia и Second Sight, которые уж...
11.06.20 18:35
0
7
Нанотехнологии – революционные возможности для системы энергоснабжения

Нанотехнологии – революционные возможности для системы энергоснабжения

Тенденции в развитии энергетики, особенно в кризисные времена, когда бесперебойное энергоснабжение является непременным условием выживания, а также в связи с планами ЕС по постепенному отказу от ископаемого топлива в период до 2050 года подразумевают перевод энергетики на генерацию без выбросов СО2 в атмосферу.

И ставят вопрос о разработке способов генерации электроэнергии, не связанных с традиционной энергетикой и базирующейся на использовании новейших материалов.В настоящее время многие научные исследования в той или иной мере связаны с возможностью преобразования падающего на Землю потока солнечных частиц. Данное направление работ является очень перспективным в связи с  появлением новых мате...
15.04.20 18:35
0
6
Новый метод сделает краски из графена

Новый метод сделает краски из графена

Графен универсален, но есть одна проблема – он не диспергирует в воде. Но швейцарские исследователи нашли относительно простой способ сделать это.

Оксид графена - это другая форма материала, которая может обеспечить стабильную дисперсию в воде, а затем может быть использована в качестве графеновой краски. Графен представляет собой двумерный слой атомов углерода, расположенный в виде шестиугольника. Этот обманчиво простой материал обладает рядом полезных свойств - он невероятно легкий, тонкий и гибкий, но при этом прочный. Он отличный провод...
09.04.20 19:23
0