ЦитироватьИстория
Хотя концепция одиночного фотона была предложена Планком еще в 1900 году[1], настоящий однофотонный источник был создан изолированно только в 1974 году. Это было достигнуто путем использования каскадного перехода внутри атомов ртути.[2] Отдельные атомы излучают два фотона на разных частотах при каскадном переходе, и при спектральной фильтрации света наблюдение одного фотона может быть использовано для "предвещания" другого. Наблюдение этих одиночных фотонов характеризовалось их антикорреляцией на двух выходных портах светоделителя аналогично знаменитому эксперименту Хэнбери Брауна и Твисса 1956 года.[3]
Цитировать2018-11-03 (№ 175)
Однофотонные источники света высокой чистоты
КАЗАНЬ, 3 ноября пресс служба КФУ. Магистрант КФУ исследует генерацию однофотонных состояний света, необходимых для квантовых вычислений Это поможет разработать однофотонные источники света.
Диплом за лучший доклад на XXII Международной молодежной научной школе "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия", проходившей в КФУ, получил Илья Чуприна. Организаторами Школы являются Казанский федеральный университет, Казанский физико-техническим институт КазНЦ РАН и Академия наук Республики Татарстан.
Молодой ученый Института физики КФУ представил в октябре на суд строгого жюри свою работу «Генерация чистых однофотонных состояний света на основе спонтанного четырехволнового смешения в системе связанных кольцевых микрорезонаторов». Научные исследования Илья, который в сентябре стал лауреатом Премии имени К.А.Валиева, ведет под руководством профессора РАН, профессора КФУ, директора КФТИ ФИЦ КазНЦ РАН Алексея Калачева. «Разработка однофотонных источников света, которой мы сейчас занимаемся, — важная задача оптических квантовых технологий, поскольку однофотонные состояния являются необходимым ресурсом квантовых коммуникаций и квантовых вычислений. В частности особенно востребованы интегральные источники квантовых состояний света на основе фотонных чипов, поскольку они легко масштабируются и могут быть встроены в сложные квантовые схемы», – отмечает магистрант кафедры оптики и нанофотоники Института физики Казанского федерального университета. В августе этого года в журнале Laser Physics Letters вышла статья, одним из авторов которой является Илья Чуприна. Молодой физик рассказал о научных результатах, которые нашли отражение в этой публикации.
ЦитироватьПРЕДИСТОРИЯ 1
Международная группа учёных, включающая руководителя лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ Олега Астафьева, использовала сверхпроводящий кубит в качестве однофотонного источника СВЧ-излучения. Учёные подчёркивают, что такой источник может перестраивать частоту излучения и обладает высокой эффективностью. Технология имеет большой потенциал для применения в квантовых компьютерах, а также в изучении взаимодействия между светом и веществом. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Однофотонные источники являются важным компонентом квантовых вычислительных систем, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today. Такие излучатели включают в себя микрорезонатор: его геометрия определяет длину волны излучаемого фотона. Оперативная настройка длины волны и соответствующей ей частоты в таких системах невозможна. Группа учёных из Лондонского университета (Великобритания), Института физико-химических исследований RIKEN (Япония), Национальной физической лаборатории NPL Великобритании и МФТИ (Россия) разработала однофотонный источник без жёсткого и неперенастраиваемого резонатора.
В роли источника единичного фотона можно использовать единичный атом (см. Рисунок). При переходе атома из возбуждённого состояния в нижнее избыток энергии испускается в виде кванта света — фотона. Проблема подобного излучателя в том, что фотон испускается в произвольном направлении, и «поймать» его для дальнейшего использования — непростая задача. Поэтому эффективность таких систем (существуй они в реальности) была бы мала.
ПРЕДИСТОРИЯ 2
ТЕКСТ НАУЧНОЙ СТАТЬИ НА ТЕМУ "ОДНОФОТОННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОСТРУКТУР", ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ, 2009, том 73, № 1, с. 83-86
УДК 621.382
ОДНОФОТОННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОСТРУКТУР
© 2009 г. В. А. Гайслер
Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАИ, Новосибирск E-mail: haisler@thermo.isp.nsc.ru
Приведен краткий обзор результатов разработки излучателей одиночных фотонов на основе полупроводниковых квантовых точек. Рассмотрена конструкция однофотонного излучателя с токовой накачкой, содержащего одиночную квантовую точку InAs и брэгговский микрорезонатор. Показано, что в однофотонных излучателях данного типа может быть достигнута высокая внешняя квантовая эффективность на уровне 78%.
Абсолютный предел миниатюризации светоиз-лучателей - это разработка и создание излучателей одиночных фотонов. Эффективные однофо-тонные излучатели являются важнейшим ресурсом систем квантовой криптографии и квантовых вычислений, они также представляют большой интерес для создания прецизионного спектрального оборудования и эталонов оптической мощности [1, 2].
Идеальный излучатель одиночных фотонов определяется как фотонный источник, в котором под действием управляющего сигнала (и только под действием этого сигнала) излучается один (и только один) фотон. Он является источником однофотонных фоковских состояний и может быть реализован лишь на основе изолированных квантовых систем, таких как одиночный атом, молекула, центр окраски или "искусственный" атом - одиночная полупроводниковая квантовая точка [2, 3].
Приборная реализация эффективных излучателей одиночных фотонов относится к числу наиболее сложных задач нанотехнологий, для ее выполнения необходимо
1) локализовать квантовую систему;
2) эффективно накачать ее;
3) эффективно собрать излучение.
Все три перечисленные выше проблемы принципиально разрешимы с использованием современных полупроводниковых технологий, позволяющих интегрировать одиночную полупроводниковую квантовую точку в полупроводниковый микрорезонатор. В последние годы направления исследований в этой области сосредоточены на поисках оптимальных технологий получения и позиционирования квантовых точек, на разработке наиболее эффективных способов накачки полупроводниковых квантовых точек, на разработке конструкции микрорезонатора, обеспечивающего максимальную внешнюю квантовую эффективность излучения.
К настоящему моменту времени однофотонное излучение продемонстрировано на целом ряде полупроводниковых квантовых точек, включая квантовые точки ваК/АШ, ?пваМ/ваК, Сё8е/2п8, 1пР/Оа1пР, ?пАз/ваАз и ?пАвДпР [2, 4-7]. Очевидным достоинством квантовых точек на основе широкозонных материалов ваК/АШ, ?пваМ/ваК, СёБе^пБ является возможность создания излучателей, работающих при относительно высоких температурах, вплоть до Т = 200 К, что продемонстрировано в [2, 4, 5].
Источник: http://naukarus.com/odnofotonnye-istochniki-sveta-na-osnove-poluprovodnikovyh-nanostruktur
Это конечно не вся история однофотонных источников, она очень длинна и запутана. Когда впервые о таких вещах начали говорить точно не известно. http://bourabai.kz/articles/loudon/photon.htm
Что такое фотон? профессор Родни Лаундeн, Университет Эссекса, Колчестер, Великобритания. Интерферометр Брауна - Твисса
Эксперимент, описанный в сущности ур-нием выше осуществляется на практике использованием разновидности интерферометра, сначала созданного Брауном и Твиссом в 1950-е годы. Они не могли использовать однофотонный вход, но их прибор был по существу тем же, что и показанный на на Фиг.1 с источником света - ртутной дугой в плече 1. Их интересовало измерение угловых размеров диаметров звезд интерференцией интенсивностей звездного света, а не интерференция амплитуд поля, использовавшаяся в традиционных классических интерферометрах. Аппаратура, которую они создали работала хорошо с произвольным мультифотонным светом излученным электрическими дугами или звездами.
Цитата: вечерний Андрей от марта 17, 2023, 15:23:15А вы говорите обработки нет.Так кто же знал, что всё так выдет!?
Цитата: АrefievPV от декабря 18, 2020, 09:53:17Вот ещё одна задачка. Не сложная, не новая – только для разминки мозгов.
Кстати, эта задачка вполне может продемонстрировать то, как мы обычно (на обывательском уровне) понимаем теорию вероятностей.
Дано: три одинаковых стаканчика (в перевёрнутом положении – донышками вверх) на столе. Под одним из стаканчиков находится некий предмет (например, приз какой-нибудь).
Ведущий предлагает вам выбрать один из стаканчиков (типа, пальцем указать). Если вы угадаете стаканчик, под которым находится приз, то этот приз достанется вам. Но пока все стаканчики находятся в перевёрнутом положении, вы не знаете, под которым находится приз.
Вопрос первый: какова вероятность нахождения приза под указанным вами (типа, под «вашим») стаканчиком?
Далее ведущий переворачивает один из двух оставшихся стаканчиков («ваш» стаканчик, который вы выбрали, он не трогает) и показывает, что под ним приза нет. После этого, ведущий даёт вам возможность изменить ваш первоначальный выбор (то есть, указать пальцем на другой стаканчик).
Вопрос второй: измените ли вы свой первоначальный выбор или оставите прежним?
Напоминаю: «ваш» стаканчик и один из «не ваших», остаются, по-прежнему, перевёрнутыми, и вы не знаете, под которым из них приз.
Ответы на оба вопроса требуется пояснить.
Цитата: АrefievPV от декабря 18, 2020, 21:27:33Не хочет народ заморачиваться задачкой...
Ладно. Ссылки предоставляю. Кого заинтересует - прочитает и найдёт ответ...
Задачку состряпал по мотивам задачи Монти Холла.
Можно глянуть статью: Парадокс Монти Холла
А ещё мне понравилась заметка: Голуби брутфорсят парадокс Монти Холла лучше людей
Цитата: АrefievPV от декабря 19, 2020, 06:06:17Мне остаётся только повторить предложение посмотреть информацию по ссылкам:Цитата: АrefievPV от декабря 18, 2020, 21:27:33Можно глянуть статью: Парадокс Монти ХоллаПо последней ссылке приведу несколько цитат:
А ещё мне понравилась заметка: Голуби брутфорсят парадокс Монти Холла лучше людейЦитировать•Ведущий выбирает одну из коз и открывает её, если игрок выбрал другую дверь.
Классикой стала стратегия непредвзятости ведущего, когда он при любом изначальном выборе игрока открывает козло-дверь и предлагает поменять свой выбор или все оставить как есть. От нее мы и будем далее отталкиваться.
Подавляющее большинство игроков, опрашиваемых и испытуемых отказывались менять свой выбор, несмотря на то, что это удваивало их шансы на выигрыш. При этом люди мыслят, что в оставшихся двух дверях шансы на выигрыш равны и менять свой выбор нет никакого смысла. Если вы думаете так же, не смущайтесь, ибо не один вы заблуждаетесь.
Когда колумнист Mаrilin vos Savant[1] опубликовала решение в журнале Parade Magazine, на нее посыпался просто шквал писем читателей, выражающих свое несогласие. Вот например такие.
Я уверен, что скоро Вы получите много писем от студентов высших школ и колледжей. Возможно, Вам следует сохранить эти адреса, они помогут Вам в последующих выпусках.
W. Robert Smith, Ph.D. / Georgia State University
Я в шоке оттого, что даже после того, как Вас исправили по меньшей мере три математика, Вы все еще не видите свою ошибку.
Kent Ford / Dickinson State University
Ты сама коза.
Glenn Calkins / Western State College
Всего — около 10 тыс. писем. Как видим троллинг процветал еще в те времена, когда для этого нужно было потратить гораздо больше времени и усилий чем сейчас, а еще оплатить почтовый конверт и почтовую марку.
Талантливейший венгерский математик Paul Erdős также попался на уловку и отказывался даже принять решение, пока не увидел своими глазами компьютерную симуляцию результатов эксперимента. Честно говоря, с трудом в это верится, но молва пошла, тем не менее.ЦитироватьНемало изумленные косностью некоторых паттернов человеческого разума, исследователи Julia Schroder и Walter Hebranson задались целью проверить результаты на голубях, которые неплохо себя зарекомендовали в ряде практических теоретико-вероятностных задачах.
Пернатые и в этот раз не обманули ожиданий. После некоторой тренировки, голуби эмпирическим путем научились выбирать верную стратегию, а вот люди в том же эксперименте — нет.ЦитироватьВ самом общем виде эти результаты можно интерпретировать следующим образом. Дело в том, как мы обучаемся и учимся оценивать вероятность событий. Чаще всего наша мысль бродит по отстроенным в годы обучения коридорам в поисках оценочной модели. Затем мы загоняем в нее данные и на выходе получаем готовый ответ. Часто берутся на вооружения всевозможные эвристические методы. В целом, это неплохо работает, но иногда случаются знатные фейлы, как в случае с ДМХ.
Альтернативой является эмпирический брутфорс: наблюдения, агрегация, вывод. Этот более трудозатратный и медленный способ принятия решений, но в данном случае именно он обеспечивает голубям выработку правильной стратегии.
Цитата: АrefievPV от декабря 18, 2020, 22:31:48Цитата: Gundir от декабря 18, 2020, 22:24:36Всё меняется. По ссылкам - там всё строго по полочкам разложено, посмотрите...Цитата: АrefievPV от декабря 18, 2020, 21:27:33Задачку состряпал по мотивам задачи Монти Холла.Да, понятно. Ведущий отсекает только пустые варианты. Но, это все равно вероятность класса, а, не вероятность события. Для чувака, переворачивающего стаканчик ничего не меняется. 50/50
Разумеется, я-то рассуждал по-простому.
Есть три стаканчика (например: А, Б, В). Вероятность нахождения приза под каждым из них равна 1/3.
То есть, если я выбираю стаканчик А, то вероятность нахождения по ним приза равна 1/3.
Соответственно, вероятность нахождения приза под остальными двумя стаканчиками (Б, В) равна 2/3 (1/3 + 1/3). Получается, что мы имеем две группы с вероятностями: (А) = 1/3, (Б, В) = 2/3.
Но, вдруг, выясняется, что под стаканчиком В ничего нет. Однако, вероятности групп сохраняются: (А) = 1/3, (Б, В) = 2/3. Выходит, что вся вероятность в 2/3 оказалась в стаканчике Б. Тогда будет логичным сменить выбор – вероятность нахождения приза под стаканчиком Б повышается в два раза, по сравнению со стаканчиком А.