Олимпиада "Наноэлектроника"
Неофициальный сайт

Для квантовой криптографии необходим источник одиночных фотонов. Уже давно было предложено в качестве такого источника использовать p-i-QD-i-n структуру, подача напряжения на которую приводит к поступлению электрона в квантовую точку (QD) из n-контакта и дырки из p-контакта. Пара электрона и дырки рекомбинирует в квантовой точке с испусканием одного фотона. Существенным недостатком этого устройства является то, что в течение импульса напряжения есть вероятность того, что в квантовую точку после рекомбинации одной пары может зайти другая пара и тоже прорекомбинировать. В результате источник выдаст два фотона вместо одного. Однако квантовая криптография требует именно одного фотона для соблюдения секретности.

Ученые из Natl. Inst. Standards & Technology (США) произвели небольшое, но очень важное усовершенствование. В структуру введен дополнительный затвор (рис. 1d). Вследствие этого появилась возможность с помощью двух напряжений (напряжение смещения и напряжение на затворе) подбирать условия, когда в квантовую точку может зайти только дырка (рис. 1а). Потом в квантовую точку запускают электрон, в это время новая дырка уже зайти не может (рис. 1b). Таким образом, в течение этого цикла в квантовой точке может гарантированно произойти рекомбинация только одной пары электрона и дырки. Предложенное устройство, действительно, является строго однофотонным насосом.
В.Вьюрков