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研究人员同步掌握单光子与早期病原检测石墨烯技术

发布日期:2022-11-01 23:40

本文摘要:尽管全世界的专家们也在解决问题这些埃(1纳米的十分之一)级的问题,但却很少有实验室能同时在这两方面获得进展。 研究人员实时掌控单光子与分子研究进展,莫斯科物理技术学院(MIPT)目前正在研究一种可升空单光子(用作密码网络安全)的先进设备钻石技术,以及可探测单分子(用作早期检测病原体)的石墨烯。尽管全世界的专家们也在解决问题这些埃(1纳米的十分之一)级的问题,但却很少有实验室能同时在这两方面获得进展。

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尽管全世界的专家们也在解决问题这些埃(1纳米的十分之一)级的问题,但却很少有实验室能同时在这两方面获得进展。  研究人员实时掌控单光子与分子研究进展,莫斯科物理技术学院(MIPT)目前正在研究一种可升空单光子(用作密码网络安全)的先进设备钻石技术,以及可探测单分子(用作早期检测病原体)的石墨烯。尽管全世界的专家们也在解决问题这些埃(1纳米的十分之一)级的问题,但却很少有实验室能同时在这两方面获得进展。

  MIPT纳米光学与电浆实验室研究人员DmitryFedyanin与德国锡根大学(UniversityofSiegen)研究人员MarioAgio连手,密码了坚不可摧的量子密码中最令人头痛的问题。藉由用于钻石作为一个埃级量子编码的光子之高速发射器,研究人员们打开了高密度(即100MHz高速)量子密钥通讯之门。20160824MIPTNT01P1雷射的光子版设计——spaser,以及石墨烯层(电解层上方的蜂窝晶格)。

Spaser是利用主动(增益)介质(橘色部份)构建光学驱动。(来源:MIPT)  “我们的研究重点在于设计和研发红外线单光子源,它可在电泵下获取高强度的单光子射线,以及具备低能效、可在室温与高温下作业等特性,”Fedyanin回应。  目前,用作坚不可摧的密钥单光子源(如量子点),一般来说作业于极低速率——仅有每秒几个光子,使其光线极为黯淡。

他们一般来说也必须被加以极为加热。MIPT以钻石为基础的技术则能在室温下作业,以及在华氏温度大约392度时秒产生1亿个坚不可摧的量子密钥,使得单光子源十分暗淡且低成本。如果研究人员们能证实这项研究的可靠性,那么所有的量子加密公司有可能都得不得不所取这项技术许可。

  然而,目前显然仍未达到目标。还有几项工程障碍有待解决,不过研究人员十分有信心,他们指出只要再行经过几年的研究研发,就能克服这些障碍。

20160824MIPTNT01P2早期原型阶段的单分子检测器,当时是用金属来代替石墨烯(来源:MIPT)  “我们的下一步是解决钻石掺入和色心植入的技术问题,这使我们无法从电驱动铁环二极管仔细观察知道超高亮度单光子升空,我们也开始致力于使单光子升空二极管更为微型化。我们将削减该组件的尺寸至几百纳米,以便能为线性的光量子计算机设计确实的纳米级量子光学电路,并更进一步构建光量子计算机单芯片。同时,我们想要用于纳米光效应,以及利用微型人优势,提升该组件的转换成效率与量子良率,构建将近100%的效率,”Fedyanin回应。


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