(PhysOrg.com) -- L'un des domaines d'intérêt pour les scientifiques et les chercheurs est celui de l'utilisation du monde quantique pour améliorer divers aspects de nos vies. Les avancées de la cryptographie quantique font la une des journaux, et les scientifiques continuent de chercher des moyens d'intégrer le traitement de l'information quantique dans le courant dominant. Anthony Bennett, un scientifique de Toshiba Research Europe Limited à Cambridge, au Royaume-Uni., travaille avec des points quantiques dans le but de chercher des moyens d'améliorer leurs applications.
« Je travaille avec des points quantiques uniques, les manipuler et faire des expériences intéressantes qui, espérons-le, seront utiles à l'avenir pour le traitement de l'information quantique, " Bennett raconte PhysOrg.com . "Ce que nous avons fait récemment, c'est de montrer un effet de stark géant dans les points quantiques semi-conducteurs, ce qui conduira à de meilleurs rendements dans certains appareils et permettra des applications entièrement nouvelles.
Bennett a travaillé avec une équipe de Toshiba Research, ainsi qu'avec des scientifiques du Laboratoire Cavendish de l'Université de Cambridge. Les résultats de leur récente collaboration sont publiés dans Lettres de physique appliquée :"Effet Stark géant dans l'émission de points quantiques semi-conducteurs uniques."
« Lorsque vous travaillez avec des points quantiques, " Bennett explique, « Il existe de nombreuses circonstances dans lesquelles vous voulez pouvoir obtenir des points identiques. Cependant, les points quantiques se forment naturellement avec différentes tailles, formes et compositions. L'idée est de les décaler pour qu'ils émettent tous la même énergie.
Avant ce travail, des déplacements vers des points quantiques de cette taille n'avaient jamais été observés auparavant. « Normalement, le changement est limité à une très petite plage, ", dit Bennett. "Nous avons montré que vous pouviez décaler les transitions dans les points quantiques d'une manière étonnamment longue avec notre technique."
"Précédemment, les gens ont envisagé de mettre des points quantiques dans des diodes, puis de changer la tension. Nous avons modifié la conception afin qu'un champ électrique fixe soit appliqué verticalement à travers la boîte quantique, ce qui conduit à un décalage d'un ordre de grandeur plus important qu'auparavant.
Normalement, une telle expérience utilise des points entourés d'arséniure de gallium ou d'arséniure de gallium d'aluminium. Bennett et ses collègues les ont combinés pour obtenir le meilleur des deux mondes. "Avec l'arséniure de gallium, les charges confinées dans la boîte quantique aussi fortement mais la qualité de l'émission est meilleure. Nous avons donc fait pousser le point dans l'arséniure de gallium, mais entouré d'arséniure de gallium d'aluminium de chaque côté pour confiner le décalage électrique.
Après avoir montré la possibilité de ce grand décalage pour inciter les boîtes quantiques à émettre la même énergie, l'étape suivante consiste à obtenir deux points quantiques avec exactement la même énergie. « Afin d'obtenir des applications de traitement de l'information quantique, vous avez besoin de points quantiques avec au moins deux états identiques. Pour faire suite au travail ici, nous l'avons fait. (Vous trouverez plus d'informations dans Photonique de la nature , "Interférence à deux photons de l'émission de points quantiques distants accordables électriquement.")
« Quantique mécaniquement, ces deux expériences représentent une percée significative. Que nous puissions faire en sorte que des points quantiques avec la même énergie émettent des photons identiques est un grand pas en avant dans le domaine du traitement de l'information quantique.
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