Dva svetlosna impulsa mogu da deluju potpuno isto, a da za kvantni ogled ipak budu suviše različita. U toj razlici krije se jedan od zahteva budućih mreža i uređaja koji koriste pojedinačne fotone. Istraživači su sada pokazali kako se preciznim upravljanjem poluprovodničkom nanostrukturom može poboljšati njihova nerazlučivost, osobina važna za kvantnu interferenciju. Univerzitet u Paderbornu predstavio je rezultat saradnje sa timovima iz Bazela i Bohuma. Napredak se odnosi na kvalitet izvora svetlosti u određenom eksperimentu, ali otvara zanimljivo pitanje: koliko dobro možemo kontrolisati trenutak i način nastanka svakog pojedinačnog nosioca informacije? U kvantnom uređaju upravo takve male razlike mogu snažno da utiču na rezultat.
U središtu uređaja nalazi se kvantna tačka, veoma mala struktura u poluprovodniku koja se u nekim osobinama ponaša kao veštački atom. Kada se odgovarajuće pobudi, može da emituje fotone kroz niz prelaza između energetskih stanja. U takozvanoj biekscitonskoj kaskadi nastaju dva fotona jedan za drugim. Međutim, povezanost vremena njihovog emitovanja može da umanji kvalitet koji je potreban za određene kvantne postupke. Cilj istraživanja bio je da se taj proces preciznije kontroliše. Zbog toga je kvantna tačka smeštena u posebno podešenu optičku šupljinu, koja utiče na njenu interakciju sa svetlošću. Promena okruženja tako omogućava upravljanje emisijom iz iste vrste nanostrukture.
Podešavanje šupljine omogućilo je ubrzavanje odgovarajućeg prelaza i poboljšanje ponašanja emitovane svetlosti. U univerzitetskom prikazu navodi se porast nerazlučivosti sa približno 60 na 90 odsto. Taj broj opisuje osobinu ispitivanu kroz interferenciju; ne znači da svaki foton postaje univerzalni dvojnik bilo kojeg drugog. Rezultati objavljeni u Physical Review Letters povezuju merenja sa teorijskim predviđanjem i razmatraju ulogu vibracija kristalne rešetke. Važno je i razdvojiti nerazlučivost od čistoće izvora. Prva govori o podudaranju relevantnih osobina fotona, a druga o tome koliko uspešno izvor daje željeni tip emisije. To odgovara poboljšanju navedenog pokazatelja nerazlučivosti za približno 30 procentnih poena.
Zašto je sve ovo važno izvan male laboratorijske postavke? U složenom uređaju više izvora i optičkih elemenata mora da radi zajedno. Ako svaki deo unosi dodatnu nesigurnost, problem se može povećavati kako sistem raste. Zato je poboljšanje osnovnog izvora korisno i pre nego što postoji njegova konačna primena. Ipak, za povezivanje u veću mrežu trebalo bi proveravati stabilnost, ponovljivost, usklađivanje različitih uređaja i gubitke tokom prenosa. Dobar rezultat jedne postavke ne daje automatski odgovore na sva ta pitanja. On omogućava da sledeći razvoj počne od preciznije kontrolisanog procesa i jasnije utvrđenih ograničenja. Za koristan sistem važno je da se dobar rezultat može održavati tokom rada.
U ovoj priči najzanimljiviji je odnos između gotovo nevidljive strukture i mnogo većeg tehnološkog cilja. Mala promena uslova u kojima svetlost nastaje može da utiče na to koliko je korisna za veoma zahtevne zadatke. Napredak zato često izgleda manje dramatično od popularnih predstava kvantnog računara, ali pomaže izgradnji njegovih osnovnih elemenata. Buduće poređenje različitih izvora moraće da uzme u obzir i kvalitet i broj upotrebljivih fotona, kao i uslove rada. Preciznije svetlosne čestice tada postaju deo mnogo praktičnije priče o tome kako se pravi pouzdan uređaj. Njegova vrednost zavisi od svih delova koji treba da sarađuju. Svaki napredak izvora zato dobija smisao kada se poveže sa zahtevima većeg sistema.
S.B.
