Одиночныефотоны, переносящиеся по волоконно-оптическомукабелю, являются самой современной искоростной передачей информации.
Но волоконная оптикаприносит и свои проблемы. Очевидно, хакерымогли бы использовать делители пучка, чтобыотклонить потоки индикатора и самомуобращаться к конфиденциальной информациибез риска обнаружить себя. Но если бысообщение нес не пучок, а одинокий фотон -самая маленькая дискретная световаяэнергия, называемая квантом - было бы прощеобнаружить вторженцев.
Если Вы имеете только одинфотон в импульсе, Вы немедленно узнаете, чтозлоумышленник проник в Вашу систему, потомучто получатель с противоположенной сторонысообщит, что полученные им данные былииспорчены, говорит Профессор химииСтанфорда - Морнер.
Он и доктор Брахим Лоунис,были первыми, кто использовал лазеры, чтобызаставить одиночные молекулы испускатьодиночные фотоны по требованию и прикомнатной температуре.
"В то время какквантовая связь все еще может подвергатьсявмешательству", Морнер говорит, что "стремитсяобеспечить окончательный и безопасныйспособ передачи информации. В последующие 5- 10 лет, мы можем использовать квантовуюинформационную технологию, чтобы послатьсообщения по каналам из одного фотонаодновременно. Или мы можем применитьквантовое шифрование, которое используетсигналы от одиночного фотона, чтобыпередать электронный "ключ", чтобыдекодировать зашифрованные сообщения".
Ослабление мощностилазерного пучка - это неэффективный способпроизвести одиночные фотоны. "Вы главнымобразом получите нулевые фотоны в импульсеили очень малую вероятность одного фотона вимпульс, а уж вероятность двух фотонов вимпульсе - вообще минимальна", говоритМорнер.
Система передачи Морнера иЛоуниса намного более эффективны. Она можетпроизводить одиночные фотоны в 86% импульсовиз 100. Оставшиеся 14% импульсов уходятпустыми или с двумя фотонами. Это почтиобнуляет вероятность излучения с двумяфотонами. Поэтому, данная методика можетиспользоваться, чтобы гарантироватьиммунитет квантовой связи противвмешательства хакера.
Система работает такимобразом, что емкости с эфирным масломвоспроизводится из одиночной молекулыфотон. Но это - не классический источниксвета подобно лампе накаливания, гденепрерывная элементарная нить лампочкинагревается и излучает множествохаотически направленных фотонов. Этотисточник света квантово - механический,который испускает только один фотонодновременно.
Простота и качественноеотличие этой идеи состоит в том, что дажепростой прибор при комнатной температуреможет генерировать этот квантовыймеханический источник света.
Как это работает? Короткие,быстрые импульсы-индикаторы инфракрасногодиапазона выстреливаются из лазера. Нокрасный - это не энергетически устойчиваядлина волны, поэтому импульсы затемпутешествуют через устройство называемоевторым генератором гармоник, котороеразделяет выходящие потоки на половину ихдлины волны и удваивает их энергию. Врезультате, выходящие потоки импульсов-индикаторов- зеленые, что вполне достаточно дляпроверки состоятельности эксперимента.
Индикатор вводитсканирующий конфокальный микроскоп,который сосредотачивает пучок наразбавленном тонком кристаллическом слое.Тонкий слой сделан очень малым числом terrylene-молекул,которые внедряются в кристаллическуюструктуру p-terphenyl-молекул.
Перемещая лазер, ученыемогут нацеливать пучок на terrylene-молекуле.Индикатор ударяется об одиночную молекулу,которая обладает свойствами "накачки"(от ее основного состояния покоя довозбужденного состояния), выпуская при этомодиночный фотон.
В 1989, его группа вкорпорации IBM была первой, кто использоваллазеры, чтобы выбирать, исследовать иизмерять свойства индивидуальных молекул.
Практические источники содиночным фотоном могут быть осуществленыв реальных системах связи через 5 - 10 лет,утверждает Морнер.
|