Nanoantenna ເປີດໃຊ້ການສື່ສານ Quantum ຂັ້ນສູງແລະການເກັບຮັກສາຂໍ້ມູນ

ນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Osaka, ພ້ອມກັບຄູ່ຮ່ວມງານຮ່ວມມື, ໄດ້ຜະລິດ nanoantenna ທີ່ສາມາດມີຜົນກະທົບອັນໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ການສື່ສານທາງໄກ, ປອດໄພທີ່ສຸດ.

ການສຶກສາທີ່ຜ່ານມາໄດ້ຖືກຈັດພີມມາຢູ່ໃນ Applied Physics Express.

ທີມງານໄດ້ປັບປຸງການປ່ຽນ photon-to-electron ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໂດຍຜ່ານໂຄງສ້າງ nanostructure ໂລຫະ, ເຊິ່ງຈະກ້າວຫນ້າການພັດທະນາຂອງເຕັກໂນໂລຊີສໍາລັບການແລກປ່ຽນແລະການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນ.

ການສົ່ງຂໍ້ມູນ Quantum ໄລຍະໄກ

ເນື່ອງຈາກຂໍ້ມູນຄອມພິວເຕີແບບຄລາສສິກແມ່ນອີງໃສ່ການເປີດ/ປິດການອ່ານແບບງ່າຍໆ, ມັນງ່າຍພໍສົມຄວນທີ່ຈະໃຊ້ເທັກໂນໂລຍີທີ່ເອີ້ນວ່າ repeater ເພື່ອຂະຫຍາຍ ແລະສົ່ງຂໍ້ມູນຜ່ານທາງໄກ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຂໍ້ມູນ quantum ແມ່ນສັບສົນຫຼາຍແລະອີງໃສ່ການອ່ານທີ່ປອດໄພ, ເຊັ່ນ: ເອເລັກໂຕຣນິກ spin. 

semiconductor nanoboxes, ຫຼື quantum dots, ແມ່ນອຸປະກອນທີ່ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຊອກຫາຢູ່ໃນຄໍາສັ່ງທີ່ຈະເກັບຮັກສາແລະໂອນຂໍ້ມູນ quantum. ດ້ວຍວ່າ, ເທກໂນໂລຍີ repeater quantum ແມ່ນຖືກຈໍາກັດໃນຫຼາຍວິທີ, ລວມທັງວິທີການປະຈຸບັນໃນການປ່ຽນຂໍ້ມູນຈາກ photon ເປັນຂໍ້ມູນໂດຍອີງໃສ່ເອເລັກໂຕຣນິກ. ຂະບວນການນີ້ແມ່ນບໍ່ມີປະສິດຕິຜົນສູງ, ນັ້ນແມ່ນເຫດຜົນທີ່ທີມງານຂອງນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ກໍານົດເພື່ອຊອກຫາວິທີໃຫມ່ເພື່ອເອົາຊະນະບັນຫາການແປງແລະການໂອນນີ້.

Nanoantenna

Rio Fukai ເປັນຜູ້ນໍາຂອງການສຶກສາ.

Fukai ກ່າວວ່າ "ປະສິດທິພາບຂອງການປ່ຽນໂຟຕອນດຽວເປັນເອເລັກໂຕຣນິກດຽວໃນ gallium arsenide quantum dots - ວັດສະດຸທົ່ວໄປໃນການຄົ້ນຄວ້າການສື່ສານ quantum - ໃນປັດຈຸບັນແມ່ນຕໍ່າເກີນໄປ," Fukai ເວົ້າ. "ຕາມນັ້ນ, ພວກເຮົາອອກແບບ nanoantenna - ປະກອບດ້ວຍວົງແຫວນທີ່ມີຈຸດສູນກາງຂະຫນາດນ້ອຍຂອງຄໍາ - ເພື່ອສຸມໃສ່ແສງສະຫວ່າງໃສ່ຈຸດ quantum ດຽວ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການອ່ານແຮງດັນຈາກອຸປະກອນຂອງພວກເຮົາ."

ຫນຶ່ງໃນຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຫນ້າປະທັບໃຈຂອງການສຶກສານີ້ແມ່ນວ່າທີມງານສາມາດເສີມຂະຫຍາຍການດູດຊຶມ photon ໂດຍປັດໃຈສູງເຖິງ 9 ເມື່ອປຽບທຽບກັບການບໍ່ໃຊ້ nanoantenna. ອິເລັກຕອນ photogenerated ສ່ວນໃຫຍ່ບໍ່ໄດ້ຕິດຢູ່ໃນເວລາທີ່ຈຸດ quantum ດຽວໄດ້ຖືກສະຫວ່າງ. ແທນທີ່ຈະ, ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ສະສົມຢູ່ໃນ impurities ຫຼືສະຖານທີ່ອື່ນໆໃນອຸປະກອນ. 

ອິເລັກຕອນທີ່ເກີນເຮັດໃຫ້ການອ່ານແຮງດັນໜ້ອຍທີ່ສຸດທີ່ສາມາດຈໍາແນກໄດ້ຈາກອັນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍເອເລັກໂຕຣນິກ quantum dot. ທັງ ໝົດ ນີ້ ໝາຍ ຄວາມວ່າເຄື່ອງອ່ານທີ່ຕັ້ງໃຈຂອງອຸປະກອນບໍ່ໄດ້ຖືກລົບກວນ.

Akira Oiwa ເປັນຜູ້ຂຽນອາວຸໂສຂອງການຄົ້ນຄວ້າ.

"ການຈໍາລອງທາງທິດສະດີຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າພວກເຮົາສາມາດປັບປຸງການດູດຊຶມໂຟຕອນໄດ້ເຖິງ 25 ປັດໃຈ," Oiwa ເວົ້າ. ການປັບປຸງການຈັດລຽງຂອງແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງແລະການຜະລິດ nanoantenna ທີ່ຊັດເຈນກວ່າແມ່ນທິດທາງການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນກຸ່ມຂອງພວກເຮົາ."

ການຄົ້ນຄວ້າໃຫມ່ນີ້ສະຫນອງ nanophotonics ທີ່ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນທີ່ດີເພື່ອກ້າວຫນ້າທາງດ້ານການສື່ສານ quantum ແລະເຄືອຂ່າຍຂໍ້ມູນຂ່າວສານ. ມັນສາມາດນໍາໄປສູ່ປະເພດໃຫມ່ຂອງເຕັກໂນໂລຊີ quantum ກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີທ່າແຮງໃນຄວາມປອດໄພຂໍ້ມູນຂ່າວສານແລະການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນ.