Группа из Ватерлоо получила когерентное отражение одиночных фотонов от квантовой точки в нанопроволоке
Авторы из Ватерлоо, NRC Canada и Университета Квинс сообщили об отражении одиночных фотонов от квантовой точки в нанопроволоке; все отражённые фотоны взаимодействовали с точкой.
Группа из Университета Ватерлоо, Национального исследовательского совета Канады и Университета Квинс сообщила о когерентном отражении одиночных фотонов от полупроводниковой квантовой точки в волноводе-нанопроволоке. Работа Тарун Пател, Маттео Пеннакьетти, Майкла Реймера и коллег опубликована в Nature Communications 11 ноября 2026 года. nature.com
Nature Communicationsnature.comОткрыть источник ↗ Квантовая точка сильно связана с фундаментальной модой волновода нанопроволоки.
Почему к отражённому порту было трудно подобраться
Системы waveguide-QED с одиночным атомом стали одной из ведущих платформ для демонстрации нелинейной оптики в режиме нескольких фотонов, отмечают авторы. Устройства с такой нелинейностью необходимы для создания детерминированных вентилей фотонных квантовых вычислений.
Искусственные атомы, связанные с нанофотонными или сверхпроводящими волноводами, позволяют создавать высокоэффективные интерфейсы света и вещества для таких взаимодействий, где каждый фотон в системе взаимодействует с квантовым излучателем. Однако доступ к отражённому порту волновода оставался сложной задачей. Причина в невозможности отсечь посторонние электромагнитные поля, не взаимодействующие с искусственным атомом.
Сужающийся конец нанопроволоки и метод подавления
Авторы используют сужающийся конец нанопроволоки для идеального согласования мод в вертикальной геометрии. Это стало возможным благодаря методу подавления (extinction technique), разработанному в этой работе. nature.com
Nature Communicationsnature.comОткрыть источник ↗ Согласование мод обеспечивает эффективную передачу фотонов из входного порта в отражённый, причём все они взаимодействовали с квантовой точкой.
Авторы называют платформу высокоэффективной и масштабируемой. По их словам, она открывает применения в квантовой нелинейной оптике нескольких фотонов; кроме того, такая платформа предлагалась для создания ключевых ресурсных состояний универсальных квантовых вычислений на фотонах.
Авторы работают на факультете электротехники и вычислительной техники, в Институте квантовых вычислений и на факультете физики и астрономии Университета Ватерлоо, в Национальном исследовательском совете Канады в Оттаве и на факультете физики, инженерной физики и астрономии Университета Квинс в Кингстоне.
