Pojedyncze fotony jako wzorzec: PTB i NIST zmierzyły to samo źródło z kropką kwantową z niemal zgodnymi wynikami
PTB opisał 31 sierpnia 2026 r. porównanie, w którym niemiecki i amerykański instytut metrologiczny zmierzyły to samo źródło pojedynczych fotonów różnymi metodami i uzyskały bardzo zbliżone wyniki. Według PTB to ważny krok ku wspólnemu wzorcowi, z którym dałoby się porównywać źródła i kalibrować detektory pojedynczych fotonów.
- Źródło oparto na kropce kwantowej InGaAs w mikro-mesie. Według publikacji w Applied Physics Letters (grudzień 2024 r.) daje ono maksymalny strumień (2,74 ± 0,03) × 10⁶ fotonów na sekundę przy długości fali (929,7 ± 0,1) nm, a tłumienie emisji wielofotonowej wynosi g⁽²⁾(0) = 0,22 ± 0,02.
- Kluczową wielkością było to, jak często źródło emituje „przez pomyłkę” dwa fotony naraz. Mimo różnych metod wyniki obu instytutów były bardzo bliskie, a źródło pozostało stabilne po podróży do USA i wielu cyklach chłodzenia; chip można zainstalować w dowolnym systemie kriogenicznym, co ułatwia porównania międzylaboratoryjne.
- PTB zaznacza, że czystość tego źródła nie była jeszcze w pełni zadowalająca — czasem pojawiały się dwa fotony lub więcej naraz — i że dysponuje już lepszymi źródłami; współpracuje też z uczelniami, mierząc dostarczane przez nie emitery fotonów.
- Pojedyncze fotony niosą informację w komunikacji i kryptografii kwantowej, a detekcja najmniejszych ilości światła jest potrzebna m.in. w mikroskopii fluorescencyjnej, precyzyjnym pomiarze odległości dla pojazdów autonomicznych i czułych kamerach. Wzorcowe źródło pozwoliłoby oceniać jakość innych źródeł i dokładniej kalibrować detektory.
Źródło: PTB — Einzelne Lichtteilchen für die Quantentechnologie-Industrie (31.08.2026)