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(noticias nanowerk) Un estudio reciente (nano letras“Room-Temperature Fiber-Coupled Single-Photon Sources based on Colloidal Quantum Dots and SiV Centers in Back-Excited Nanoantennas”), dirigido por Boaz Lubotzky durante su tesis doctoral, junto con el Prof. Ronen Rapaport del Instituto de Física de Racah. La Universidad de Jerusalén ha presentado un avance significativo en la integración en chip de fuentes de fotones individuales a temperatura ambiente en colaboración con equipos del Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL) en EE. UU. y la Universidad de Ulm en Alemania.
Este logro representa un avance significativo 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 en un orificio por debajo de la longitud de onda en el centro de la antena. Esta configuración permite tanto la excitación trasera 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](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64640_1.jpg)
El estudio demuestra la versatilidad de este concepto al producir dispositivos que contienen puntos cuánticos coloidales o nanodiamantes con centros de vacantes de silicio. Ambos son excelentes emisores de fotones individuales, incluso a temperatura ambiente. Estos emisores se colocaron con precisión mediante dos métodos de nanoposicionamiento diferentes.
Sorprendentemente, ambos tipos de dispositivos reexcitados demostraron una eficiencia 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 mayor cantidad de fotones en el canal deseado o enviar con precisión los fotones emitidos a una fibra óptica cercana sin la necesidad de ópticas de acoplamiento adicionales. Esta es una parte esencial de la integración de fuentes de luz cuánticas en sistemas cuánticos reales.
Este proceso optimizado promete simplificar futuros esfuerzos de integración y acelerar la realización de dispositivos fotónicos cuánticos prácticos.
Boaz Lubotzky comentó la importancia de este logro y dijo: «Al abordar importantes desafíos asociados con la integración en el chip de fuentes de fotón único, hemos abierto nuevas e interesantes oportunidades 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-dieléctrico, tiene aplicaciones inmediatas en el avance de la criptografía cuántica para comunicaciones seguras, la mejora de las tecnologías de sensores y la agilización del proceso de integración para la práctica de dispositivos fotónicos cuánticos. Los resultados del estudio abren puertas a aplicaciones comerciales y al desarrollo de nuevos productos en el campo emergente de las tecnologías cuánticas.
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