Als een elektron van een hogere in de grondtoestand terechtkomt wordt een foton verstuurd (afb: univ.v.Bazel)

Als de kwantum-computer nog wat wil worden dan is de lichtbron, de ‘fabrikant’ van lichtdeeltjes, niet onbelangrijk.  Het liefst moet die steeds een foton per keer produceren en alle fotonen moeten gelijk zijn. Dat schijnt een hoop gedoe te zijn, maar nu hebben onderzoekers van de universiteit van Bazel (Zwi) samen met collega’s aan de universiteit van Bochum (D) zo’n lichtbron ontworpen. De crux van de vinding is een zogeheten halfgeleiderkwantumpunt of -stip die het mogelijk maakt aparte fotonen te versturen.
Zo’n monofotonbron mag nooit twee of meer fotonen tegelijkertijd versturen. Naast licht en stabiel moeten die fotonen niet te onderscheiden zijn en (dus) dezelfde frekwentie hebben. Een goede kandidaat voor zo’n monofotonlichtbron is een zogeheten kwantumpunt gemaakt van halfgeleiders. Een kwantumpunt is een verzameling van enkele honderduizenden atomen, die zich onder bepaalde omstandigheden in een halfgeleider vanzelf vormt. Aparte elektronen kunnen in de kwantumpunten worden gevangen en opgesloten. Het uitzenden van een foton gebeurt als een elektron uit aangeslagen toestand weer terugkeert naar de normale grondtoestand. Daarbij wordt een foton verzonden.
Een onderzoeksgroep onder aanvoering van Andreas Kuhlmann en Richard J. Warburton van de universiteit van Bazel toonden al eerder theoretisch aan dat de ononderscheidbaarheid van fotonen door fluctuerende kernspins wordt verminderd. Nu is het de onderzoekers gelukt de kernspins zo te sturen dat de fotonen, die apart met grote tussenpozen worden verstuurd, ook daadwerkelijk identiek zijn.

Bron: Alpha Galileo