Kwantumcomputers zouden via de uitwisseling van losse fotonen met elkaar kunnen communiceren, en zo een ‘kwantum-internet’ vormen. Maar dit luistert heel nauw omdat de vorm van het lichtpakketje - hoe de energie ervan over de tijd is uitgespreid - bepalend is voor een succesvolle informatieoverdracht. Deze vorm dient symmetrisch te zijn, terwijl een foton dat door atomen wordt uitgezonden van nature een asymmetrische vorm heeft. Onderzoekers van de TU Eindhoven en Stichting FOM zijn er nu voor het eerst in geslaagd om fotonen met de daarvoor benodigde snelheid de juiste vorm te geven.

De onderzoekers plaatsten een ‘quantum dot’, een stukje halfgeleidermateriaal dat fotonen kan uitzenden, in een fotonisch kristal. Hierdoor ontstaat een optische trilholte. Vervolgens brachten de onderzoekers een zeer korte elektrische puls aan op de trilholte. Door de sterkte van de puls te variëren kon de vorm van de fotonen zodanig worden aangepast dat de energie de gewenste symmetrische vorm krijgt. Nieuw is dat deze aanpassing binnen een nanoseconde kan worden uitgevoerd. Dit is een vereiste bij de toepassing voor kwantumcommunicatie.

De resultaten van het onderzoek werden op 15 december 2014 gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.