Kvant rabitəsi, kriptoqrafiya və digər məqsədlər üçün tək foton mənbələrinə ehtiyac var. Bu problem deyil, lakin həlli üçün ən güclü maqnitlər də daxil olmaqla həcmli avadanlıq tələb olunur. Amerika Birləşmiş Ştatlarından olan elm adamları tapşırığı sadələşdirməyə və hətta «iki birində» cihaz yaratmağa müvəffəq oldular — o, eyni zamanda tək fotonlar yayır və onlara dairəvi qütbləşmə verir. Kodlanmış məlumatları ötürmək üçün sadəcə bir modulator əlavə etmək və çıxışda tamamilə təhlükəsiz bir əlaqə əldə etmək lazımdır.
Ənənəvi olaraq tək qütblü fotonların mənbələri güclü maqnit sahəsində yaradılmışdır. Bu, laboratoriyalar üçün pis deyil, lakin kompakt tətbiqlər üçün tamamilə yararsızdır. Los Alamos Milli Laboratoriyasının tədqiqatçılarının rəhbərlik etdiyi alimlər qrupu güclü maqnitsiz işləyən cihaz yaradıb. Bunun üçün elm adamları iki atom nazik yarımkeçirici birləşdirdilər və yuxarı hissədə çuxurlar düzəldiblər.
Üst material volfram diselenid (WSe2) təbəqəsi ilə təmsil olunur və aşağı, bir qədər qalın material nikel-fosfor trisulfidin (NiPS3) maqnit birləşməsidir. Təxminən 400 nm diametrli və təxminən bir nanometr dərinlikdə olan çuxurlar atom qüvvəsi mikroskopundan istifadə edilməklə hazırlanmışdır. İnsan saçının kəsilməsinə təxminən 200 belə girinti asanlıqla uyğunlaşa bilər. Materialdakı çuxurlar təkcə fiziki deyil, həm də materialın müstəvisində potensial enerjidə çökmələr yaradır. Lazerin təsiri altında volfram diselenidin elektronları bu diplərə axır və onların qarşılıqlı təsiri tək fotonlar yaradır.
Lakin hər bir quyunun altında quyudan buraxılan fotonlar üçün qütbləşmə vektorunu təyin edən maqnit materialının bir təbəqəsi yerləşir. Hər quyu tərəfindən yaradılan bütün fotonlar pulsuz olaraq dairəvi qütbləşmə ilə təchiz edilmişdir. Və qütbləşmənin olması məlumat ötürülməsinin açarıdır. Ümumiyyətlə, nisbətən sadə şəkildə həll olunan bu xüsusiyyəti necə modulyasiya etməyi öyrənmək lazımdır. Dalğa ötürücüləri belə bir generatora bağlanarsa, tək qütblü və modulyasiya edilmiş fotonların axınları istənilən yerə — hətta daha da hesablamalar aparmaq üçün mikrosxemə, hətta Yerin digər tərəfinə ötürülməsi üçün optik rabitə kanalına yönəldilə bilər.
“Tədqiqatımız göstərir ki, bir qatlı yarımkeçirici xarici maqnit sahəsinin köməyi olmadan dairəvi qütbləşmiş işıq yaya bilər”, — müəlliflər deyir. “Əvvəllər bu effekt yalnız böyük superkeçirici maqnitlərin yaratdığı güclü maqnit sahələrindən istifadə etməklə, kvant emitentlərini çox mürəkkəb nanoölçülü fotonik strukturlarla birləşdirməklə və ya spin-polyarizasiya olunmuş daşıyıcıları kvant emitentlərinə yeritməklə əldə edilirdi. Qısamüddətli qarşılıqlı əlaqəmizin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, onun istehsalı ucuz və etibarlıdır”.
«Tək foton axını yaratmağa və eyni zamanda qütbləşməni tətbiq etməyə imkan verən mənbəyə sahib olmaqla, biz əslində iki cihazı bir cihazda birləşdirdik» dedi alimlər.
