Imagem esquemática da geração de fóton único não polarizado usando um defeito composto, um centro de vacância de nitrogênio (centro NV), em um diamante. Esferas, designados N e V respectivamente, indicam um átomo de nitrogênio e uma vacância que compreende um centro NV na rede de diamante. A emissão de fóton único dinâmica e estaticamente não polarizada é induzida por excitação a laser para um centro NV orientado por [111] em (111) diamante. Crédito:Naofumi Abe
O grupo de pesquisa do Professor Keiichi Edamatsu da Universidade de Tohoku e seu colega de pós-doutorado Naofumi Abe demonstrou geração de fóton único dinâmica e estaticamente não polarizada usando diamante. Espera-se que este resultado desempenhe um papel crucial na geração de números aleatórios de hardware usando fótons únicos (dados quânticos ou cara ou coroa quântica), criptografia quântica e o teste de problemas fundamentais em mecânica quântica.
Tecnologia da informação quântica, como computação quântica e criptografia quântica, tem o potencial de exceder a tecnologia da informação clássica em segurança e capacidade. Na tecnologia da informação quântica, os fótons individuais desempenham um papel especialmente importante.
Uma unidade de informação quântica é um bit ou qubit quântico. É um sistema de mecânica quântica de dois estados, como a polarização de um único fóton. A pesquisa convencional se concentrou na geração de fótons únicos em estados de polarização pura. Mas agora, a equipe da Tohoku University tem, pela primeira vez, gerou fótons únicos em estados de polarização aleatórios.
Em seu jornal, publicado em Relatórios Científicos , os autores apresentam a primeira demonstração de que a emissão de um único fóton de um defeito composto especialmente orientado (um centro de vacância de nitrogênio) no diamante é dinâmica e estaticamente não polarizada com aleatoriedade intrínseca.
