En óptica cuántica, La generación de pares de fotones entrelazados y separados espacialmente (por ejemplo, para la criptografía cuántica) ya es una realidad. Hasta aquí, Tiene, sin embargo, No ha sido posible demostrar una generación análoga y una separación espacial de pares de electrones entrelazados en sólidos. Los físicos de la Universidad Leibniz de Hannover y del Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) han dado ahora un paso decisivo en esta dirección. Han demostrado por primera vez la emisión bajo demanda de pares de electrones desde un punto cuántico semiconductor y han verificado su posterior división en dos conductores separados.

Sus resultados han sido publicados en la actual edición online de la reconocida revista Nanotecnología de la naturaleza .

Un control y una manipulación precisos de los estados de la mecánica cuántica podrían allanar el camino para aplicaciones prometedoras como las computadoras cuánticas y la criptografía cuántica. En óptica cuántica, tales experimentos ya se han realizado durante algún tiempo. Esta, por ejemplo, permite la generación controlada de pares de entrelazados, pero fotones espacialmente separados, que son de importancia fundamental para la criptografía cuántica. Una generación análoga y separación espacial de electrones entrelazados en sólidos sería de fundamental importancia para aplicaciones futuras, pero aún no se pudo demostrar. Los resultados de Hannover y Braunschweig son un paso decisivo en esta dirección.

Como fuente de electrones, los físicos de la Universidad Leibniz de Hannover y de PTB utilizaron las llamadas bombas semiconductoras de un solo electrón. Controlado por pulsos de voltaje, estos dispositivos emiten un número definido de electrones. La bomba de un solo electrón se hizo funcionar de tal manera que liberó exactamente un par de electrones por pulso en un canal semiconductor. Una barrera electrónica semitransparente divide el canal en dos áreas eléctricamente distintas. Luego, una medición de correlación registró si los pares de electrones atravesaron la barrera, o si fueron reflejados o divididos por la barrera. Se pudo demostrar que para parámetros adecuados, más del 90% de los pares de electrones se dividieron y separaron espacialmente por la barrera. Este es un paso importante hacia la generación y separación previstas de pares de electrones entrelazados en componentes semiconductores.