Немецкие физики собрали квантовый канал связи, передающий сообщения при помощи одиночных фотонов. Работа опубликована в журнале New Journal of Physics краткое содержание статьи приводит BBC News.
Квантовыми точками называют микроскопические частицы полупроводников (в данной работе - арсенида и фосфида индия), которые из-за своих размеров обладают необычными свойствами. Они способны поглощать и испускать фотоны определенной длины волны, которая определяется их размерами.
Инженеры применили квантовые точки для создания источника одиночных фотонов в созданном ими устройстве защищенной связи. Его работа была основана на принципе квантового распределения ключа. Ключ, при помощи которого можно расшифровать сообщение, передается в устройстве по специальному квантовому каналу, а само зашифрованное сообщение передается по открытому каналу.
Ключевым в работе устройства является тот факт, что ключ передается адресату при помощи одиночных фотонов. Надежность такой связи объясняется тем, что перехватить одиночный фотон так, чтобы это было незаметно для принимающей стороны, невозможно. В распространенных на сегодняшний день устройствах квантовой связи вместо одиночных фотонов используются сильно ослабленные вспышки лазеров. Тем не менее, поскольку эти вспышки содержат множество фотонов, злоумышленник может часть из них перехватить и использовать для расшифровки сообщения.
Квантовые точки используются в том числе и как флюоресцентные вещества в биологии и медицине. Зависимость их оптических свойств от размеров определяется тем, что если частица имеет достаточно маленький размер, это накладывает ограничения на внутреннюю свободу ее электронов. Это, в свою очередь, делает микроскопическое тело похожим с квантовой точки зрения на атомы, которые имеют четкие частоты испускания и поглощения света.