(Noticias de Nanowerk) Un estudio reciente (Nano Letters, “Fuentes de fotón único acopladas a fibra a temperatura ambiente basadas en puntos cuánticos coloidales y centros SiV en nanoantenas retroexcitadas”), encabezado por Boaz Lubotzky durante su investigación doctoral, junto con el Prof. Ronen Rapaport del Instituto de Física Racah de la Universidad Hebrea de Jerusalén, en colaboración con equipos del Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL) en los EE. UU. y de la Universidad de Ulm en Alemania, dio a conocer un avance significativo hacia la integración en chip de fuentes de fotón único a temperatura ambiente. Este logro representa un importante paso adelante en el campo de la fotónica cuántica y es prometedor para diversas aplicaciones, incluidas la computación cuántica, la criptografía y la detección. La innovación clave radica en la implementación de una antena diana híbrida de metal y dieléctrico, que ofrece una direccionalidad de fotones excepcional. Este novedoso diseño de antena permite la retroexcitación eficiente de fotones colocando el emisor dentro de un orificio de sublongitud de onda ubicado en el centro de la antena. Esta configuración permite tanto la retroexcitación directa como el acoplamiento frontal altamente eficiente de la emisión a ópticas o fibras ópticas de baja apertura numérica. Fuente de fotón único acoplada a fibra. Un emisor cuántico colocado centralmente dentro de una antena diana híbrida de metal y dieléctrico, diseñado para una emisión de fotones altamente direccional. La estructura única de la antena permite que los fotones se acoplen de manera eficiente directamente a una fibra óptica, lo que muestra una mejora fundamental en la tecnología de fotónica cuántica con implicaciones para la comunicación segura y las aplicaciones avanzadas de computación cuántica. (Imagen: Swati Foujdar) El estudio demuestra la versatilidad de este concepto mediante la fabricación de dispositivos que contienen puntos cuánticos coloidales o nanodiamantes que contienen centros vacantes de silicio; ambos son excelentes emisores de fotones individuales incluso a temperatura ambiente. Estos emisores se colocaron con precisión utilizando dos métodos de nanoposicionamiento distintos. Sorprendentemente, ambos tipos de dispositivos con excitación trasera exhibieron eficiencias de recolección frontal de aproximadamente el 70% con aperturas numéricas tan bajas como 0.5. Esto significa que se pueden utilizar elementos ópticos muy simples y compactos y aun así recolectar la mayoría de los fotones en el canal deseado, o enviar con precisión los fotones emitidos a una fibra óptica cercana sin necesidad de ninguna óptica de acoplamiento adicional. Este es un ingrediente clave en la integración de fuentes de luz cuánticas en sistemas cuánticos reales. Este proceso simplificado promete simplificar futuros esfuerzos de integración y acelerar la realización de dispositivos fotónicos cuánticos prácticos. Boaz Lubotzky comentó la importancia de este logro y afirmó: "Al superar los desafíos clave asociados con la integración en el chip de fuentes de fotón único, hemos abierto nuevas e interesantes posibilidades para el desarrollo de tecnologías cuánticas avanzadas". La integración exitosa de fuentes de fotón único en chips diminutos a temperatura ambiente, lograda mediante el uso innovador de una antena diana híbrida de metal y dieléctrico, tiene aplicaciones inmediatas en el avance de la criptografía cuántica para comunicaciones seguras, la mejora de las tecnologías de detección y la agilización del proceso de integración para fines prácticos. Dispositivos fotónicos cuánticos. Los hallazgos del estudio abren puertas para aplicaciones comerciales y el desarrollo de nuevos productos en el floreciente campo de las tecnologías cuánticas.

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• Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64640.php