Нобелевская премия по химии в 2023 году присуждена Мунги Бавенди, Луису Брюсу и Алексею Екимову за открытие и синтез «квантовых точек». Квантовые точки – мельчайшие частицы со свойствами полупроводников.
Наш соотечественник Алексей Иванович Екимов впервые синтезировал «точки», Луис Брюс впервые поместил их в раствор, а Мунги Бавенди разработал технологию синтеза такого материала.
«Материал очень перспективен в разных областях науки и техники и действительно открывает новую эру в квантовых технологиях, – пояснил заведующий лабораторией «Квантовая инженерия света» ЮУрГУ, доктор физико-математических наук Сергей Кулик. – Собственно открытие приходится на конец прошлого века, его сделал Алексей Екимов с помощью аморфных стеклянных матриц, он тогда работал в ГОИ – Государственном Оптическом институте в Санкт-Петербурге. Считается, что его работа оказалась хронологически первой в ряду аналогичных открытий. Оказалось, что в зависимости от размеров полупроводников частиц меняются их спектроскопические свойства, поглощение, отражение. Квантовые точки можно создавать не только в стеклянных матрицах и в растворах, взвесях, суспензиях. Технология развивалась, точки стали специально выращивать, формируя вокруг них особым образом материал – резонатор, коллимирующий (направляющий) излучённый свет в нужном направлении».
СМИ сообщают, что спектр использования квантовых точек широк – от создания видеоэкранов до технологий онкомедицины. Мы спросили профессора Сергея Кулика, как эта технология может быть применена в квантовой криптографии.
«Квантовые технологии долгое время нуждались в так называемых однофотонных, а затем и N-фотонных источников излучения. Квантовая точка может генерировать фотоны, что называется, «по нажатию кнопки». В качестве кнопки может выступать электрический или оптический импульс. Мы возбуждаем квантовые точки оптически. Излучённые таким образом, «по нажатию кнопки», фотоны называются детерменистическими. Их можно использовать в протоколах квантовой связи и квантовых вычислений. К сожалению, пока не удалось изготовить двух одинаковых квантовых точек, поэтому, чтобы сгенерировать, скажем, двухфотонное состояние, мы берём не две квантовых точки, что, казалось бы, естественно, а дважды последовательно, с задержкой по времени, активируем одну».