Brief d’initié:
- Des scientifiques de Honda Research Institute USA ont développé une méthode pour cultiver des nanoribbons atomiquement minces avec un contrôle précis de la largeur et de l’épaisseur, permettant leur utilisation comme émetteurs à photons uniques pour une communication quantique sécurisée.
- Les nanoribbons, fabriqués à partir de matériaux comme le disulfure de molybdène (MOS₂) et le désélénide de tungstène (WSE₂), émettent des flux de photons uniques sous des structures électroniques induites par la souche, atteignant plus de 95% de pureté de photons pour la distribution clé quantique (QKD).
- Les chercheurs ont codé des informations sur des photons individuels émis par les nanoribbons, facilitant la communication sécurisée en détectant toute écoute par interférence de l’état quantique.
- HRI a collaboré avec des universités, notamment le Montana State, Columbia et le MIT, pour valider le potentiel des nanoribbons pour la communication quantique et les applications optoélectroniques avancées.
Communiqué de presse – Les scientifiques de Honda Research Institute USA, Inc. (HRI-US) ont fait un progrès dans les domaines des matériaux quantiques et des communications quantiques en développant une nouvelle méthode pour croître des «nanoribbons» atomiquement minces – un atome épais et des dizaines d’atomes – Matériaux en forme de ruban à l’échelle – permettant une communication sécurisée incassable d’informations sensibles.
Détaillé dans la revue Nature Communications, cette technologie innovante permet un contrôle précis sur l’épaisseur et la largeur des nanoribbons de dichalcogéndes de métal de transition (NR), et leurs propriétés électroniques, qui est essentielle pour leur application en optoélectronique quantique avancée.
«Notre technologie fournit une nouvelle voie pour la synthèse de nanoribbons quantiques avec un contrôle précis de la largeur, en tirant parti de leurs propriétés mécaniques et électroniques uniques en tant que source de lumière de photons pour réaliser une communication sécurisée connue sous le nom de« communication quantique »», a déclaré le Dr Avetik Harutyunyan, senior, senior, senior Scientifique en chef, Honda Research Institute USA Inc. et le leader de la recherche quantique.
Les communications sécurisées basées sur la méthode de distribution de clés quantiques (QKD) exploitent les principes de la mécanique quantique pour protéger les informations. La méthode QKD repose sur la distribution sécurisée des clés de chiffrement entre deux parties, leur permettant de générer une clé secrète partagée qui peut être utilisée pour crypter et déchiffrer des informations sensibles. Toute tentative d’interception des communications cryptées sera immédiatement détectée car elle interférerait physiquement la transmission des informations.
La régulation du flux de photons uniques est essentielle à ce processus. Les sources de photons au laser actuellement utilisées produisent des photons trop denses (par exemple, 7,5 photons x1020 par impulsion) pour que ce schéma fonctionne sans interférer avec des informations codées, créant le besoin d’une seule source d’émetteur de photons qui fournit le flux de photons uniques utilisés Pour coder les informations.
Le matériau NR en 1 dimension résultant a été transféré sur la pointe nette d’une sonde en forme de cône par un processus de transfert développé par le Dr Shuang Wu, scientifique principal de HRI-US, qui crée une structure électronique unique induite par la souche qui est localisée sur la pointe du cône. Sous l’excitation du faisceau laser, la structure électronique de la souche sur la pointe de la sonde a provoqué l’émission d’un flux de photons uniques.
«Nos nouveaux nanoribbons présentent des propriétés électroniques dépendantes et induites par la souche remarquables et des caractéristiques d’émission quantique, y compris jusqu’à 90% de pureté des photons uniques dans le cours d’eau», a déclaré Harutyunyan. «Dans des recherches ultérieures auprès de collaborateurs, nous avons pu améliorer encore la pureté des photons supérieure à 95%, ce qui rend le matériau très prometteur pour les applications futures de la communication quantique et des dispositifs optoélectroniques quantiques.»
HRI a collaboré avec le professeur Nicholas Borys de l’Université d’État du Montana et le professeur James Schuck Columbia University pour valider la faisabilité des nouveaux matériaux en tant que source d’émetteur de photons unique pour la communication quantique. La recherche a été achevée avec les contributions de plusieurs chercheurs et organisations:
- Samuel Wyss, Joseph Stage et le Dr Matthew Strasbourg de l’Université d’État du Montana
- Le professeur James Hone et le Dr Emanuil Yanev de l’Université Columbia
- Professeur Ju Li et Dr Qing-Jie Li du Massachusetts Institute of Technology
- Dr Yang Yang, Yongwen Sun et Yingxin Zhu de Pennsylvania State University
- Dr Raymond R. Unocic de la North Carolina State University
Des recherches antérieures menées par HRI sur la croissance contrôlable de largeur de la couche atomique double des nanoribbons sont apparues dans les avancées scientifiques.
À propos de Honda Research Institute USA
Honda Research Institute USA (HRI-US) mène des recherches pour résoudre des problèmes complexes avec une application directe à la feuille de route actuelle et future de la technologie Honda, notamment en développement de partenariats stratégiques avec des institutions publiques et privées pour favoriser l’innovation. HRI-US a été fondée en 2003 et a son siège dans la Silicon Valley. En savoir plus sur
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