Источники одиночных фотонов

ИОФ играют важную роль в квантовых технологиях и квантовой оптике, где требуется контролируемая генерация одиночных фотонов для различных приложений. Они обеспечивают низкую вероятность одновременной генерации нескольких фотонов и предотвращают генерацию шумовых фотонов. Функционирование ИОФ может быть реализовано на следующих принципах: гетероэпитаксиальные структуры на квантовых точках (quantum dots): с оптическими резонаторами, такие структуры с квантоворазмерной активной областью могут генерировать одиночные фотоны при возбуждении определенным образом: когда электрон в квантовой точке переходит между энергетическими уровнями, это приводит к излучению одиночного фотона; нелинейные оптические кристаллы (nonlinear optical crystals) могут использоваться для генерации одиночных фотонов посредством спонтанного параметрического рассеяния; структуры на основе одиночных искусственных атомов (single artificial atoms), созданные с помощью квантовых систем, таких как сверхпроводящие кубиты, могут быть использованы для генерации одиночных фотонов, при этом путем контролируемого возбуждения и релаксации состояний искусственного атома, можно достичь генерации одиночных фотонов. Для решения прикладных задач квантовых коммуникаций разрабатываются ИОФ, позволяющие генерировать однофотонное излучение на длинах волн телекоммуникационного диапазона 1530-1565 нм. В действующих системах КРК применяются, как правило, источники ослабленного лазерного излучения.