그럼, 실제로 단일광자 방사체가 무엇인지 알아봅시다. 그것은 광자를 방출하는 물질의 작은 얼룩, 일명 빛 입자입니다. 광자: 광자는 빛의 기본 구성 요소, 즉 에너지의 일부입니다. 이것이 우리 주변의 것들을 보게 만드는 것입니다! 단일 광자 방출기의 흥미로운 점은 한 번에 하나만 방출한다는 것입니다. 이는 수백만 개의 광자를 함께 방출할 수 있는 전구나 태양과 같은 일반 광원과 극명한 대조를 이룹니다. 당신 주위를 모든 곳에서 비추는 것이 아니라 얼굴 바로 앞에서만 비추는 손전등을 상상해보세요!
광자에 대해 많은 것을 알아내는 것은 작고 차가운 무언가에 의해 보존될 수 있다는 것이 수년 동안 단일 광자 방출기를 연구하는 과학자들의 관심이었던 것으로 밝혀졌습니다. 작은 입자는 그들이 발견한 다이아몬드나 실리콘과 같은 다양한 물질로 만들어질 수 있습니다. 각 재료는 단일 광자 방출기로 사용할 수 있는 고유한 특성을 가지고 있습니다. 또한 연구원들은 이러한 방사체에서 방출되는 광자를 제어하고 이를 다른 활동에 활용하는 방법을 배웠습니다.
단일 광자 방출기는 광자 큐비트를 형성할 수 있기 때문에 양자 컴퓨팅에 중요합니다. 큐비트는 고전 컴퓨팅의 비트와 유사한 양자 아날로그이며 정보의 기본 단위를 형성합니다. 그러나 광자 큐비트의 경우 정보를 표시하기 위해 전자 대신 광자를 사용합니다. 일단 거기에 도달하면 다른 큐비트와 "얽힐" 수 있다는 점에서 믿을 수 없을 정도로 강력합니다. 얽힘(두 개의 큐비트가 얽히면 서로 연결됨)을 통해 장거리에서 에너지를 사용하지 않고도 즉시 통신이 가능합니다. 그것은 말 그대로 텔레파시로 말할 수 있고 세 개의 시간대 이상을 분리할 수 있는 두 명의 친구를 갖는 것과 비슷할 것입니다!
연구원들이 새로운 기술을 시도함에 따라 단일 광자 방출기는 계속해서 개선됩니다. Madhumitha Sastra와 Serge Haroche가 Nature Photonics에 게시연구원들은 단일 광자 방출기 기술을 만들기 위해 열심히 노력하고 있습니다…medium.com 그러나 보다 최근의 발견은 처음에 이러한 독특한 입자를 생성하는 방법을 다룹니다. "변형 공학"이라고 불리는 것. 이는 개별 전자를 포착할 수 있는 작은 반점이나 결함을 생성하기 위해 재료의 기하학적 구조를 조작하는 것을 수반합니다. 일단 느슨해지면 이들 전자 각각은 과학자들이 포착할 수 있는 하나의 광자를 방출합니다.
단일 광자 방출기 공간 노트의 새로운 공동 작업자 중 한 명인 Vanderbilt의 Phil Schlosserg단일 광자 방출기는 양자 컴퓨팅에만 유용한 것이 아닙니다. 새로운 미래의 이미징 및 감지: 이러한 장치는 중요한 국방 응용 분야를 포함하여 이미징 분야에서도 광범위한 응용 분야를 찾을 수 있습니다. 예를 들어 "초해상도 현미경"에 사용될 수 있습니다. 이는 과학자들이 세포나 분자와 같이 매우 작은 사물에 대해 더 미세한 사진을 만들 수 있는 방법입니다. 이는 분자 수준에서 사물이 어떻게 작동하는지 이해하는 데 중요한 단계입니다. 인생에서 기능하고 있습니다.
또한 주목할만한 응용 분야 중 하나는 단일 광자 방출기를 사용한 "양자 감지"입니다. 이것은 광자와 같은 것들이 온도나 자기장의 작은 변화를 측정할 수 있는 특별한 특성을 포함하는 양자 감지입니다. 이것들은 재료의 작은 문제, 인체의 건강 검진 등을 감지하는 데 사용될 수 있습니다. 우리는 일반적인 감각으로는 전혀 눈에 띄지 않는 것을 느낄 수 있는 초민감 센서와 같은 것을 가지고 있습니다.
단일 광자 방출기는 미래 기술의 핵심 구성 요소가 될 것이라는 큰 가능성을 보여주지만, 과학자들이 해결해야 할 몇 가지 과제가 여전히 남아 있습니다. 이 입자에 대한 주요 논쟁점은 입자가 매우 취약하다는 것입니다. 그러나 그들은 빛이나 열과 같은 것에 잠재적으로 민감하므로 연구자들은 분자를 다루어야 합니다. 진짜 별은 새로운 자기 구성을 발견하고 실제로 이러한 입자를 보호할 수 있는 방법을 찾아낼 수 있다면 결국 무엇을 할 수 있는지입니다.
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