En gruppe fysikere fra Tyskland og Spanien rapporterede opdagelsen af en metode til meget præcis styring af lys med
Forskere har skabt en chip udstyret med bittesmåbølgeledere - "ledende baner" for lyskvanter, bølgeledere. De er omkring 30 gange tyndere end et menneskehår. Lyskilden var kvanteprikker indbygget i chippen.
Disse kvanteprikker er øernogle få nanometer store inde i bølgeledere, der udsender lys i form af individuelle fotoner. Kvanteprikker er indbygget i vores chip, og vi behøver ikke først at generere individuelle fotoner med en anden kilde og koble dem til bølgeledere.
Hubert Krenner, professor i eksperimentel fysik ved Wilhelm University of Westphalia og medforfatter af undersøgelsen
Når enheden er i drift, er den fokuserede laserStrålen bruger en kvanteprik til at generere enkelte fotoner i en fotonisk bølgeleder fremstillet på en enkeltkrystalfilm af galliumarsenid (GaAs) og aluminium galliumarsenid (Al0.2Ga0.8As). To kamelektroder genererer nanolydbølger, hvilket forårsager forvrængning af bølgelederkrystalgitteret. Den venstre transducer producerer en lydbølge, der justerer farven på de udsendte fotoner ved gigahertz-frekvenser. Den højre akustiske transducer genererer endnu en nanolydbølge, som adskiller fotonerne efter farve.
Skema for enheden (a), generering af enkelte fotoner(b), driver enkelte fotoner (c), og måling af den roterede tilstand af superpositionen ved at indsamle og detektere udgangssignaler (d). Billede: Dominik D. Bühler et al., Nature Communications
Det bemærker forskerne i en række eksperimenterde var i stand til at generere individuelle fotoner på en chip på størrelse med en thumbnail og derefter bruge lydbølger til at kontrollere dem med præcision, som aldrig før var muligt. Lignende mekanismer er allerede blevet brugt til "klassisk laserstråling", men for første gang blev de brugt til at kontrollere individuelle lyskvanter, tilføjer forskerne.
Kunstnerisk illustration af en chip.En fokuseret laserstråle (venstre, blå) bruger en kvanteprik til at generere enkelte fotoner i en fotonisk bølgeleder (rød) fremstillet af en enkeltkrystalfilm af galliumarsenid (GaAs) og aluminium galliumarsenid (Al0.2Ga0.8As). To kamelektroder genererer nanolydbølger, der forvrænger bølgeledernes krystalgitter. Den venstre transducer producerer en lydbølge, der justerer farven på udsendte fotoner ved gigahertz-frekvenser. De to bølgeledere er forbundet i to punkter ved hjælp af multimode interferenskoblere (MMI). Den højre soniske transducer genererer en anden nanolydbølge, der adskiller fotoner efter farve. Billede: Dominik D. Bühler, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Lys- og lydbølger erteknologiske grundlag for moderne kommunikation. Optiske fibre baseret på laserstråling sikrer, at globale netværk fungerer. Og nanosoniske bølgechips bruges til trådløst at overføre data ved gigahertz-frekvenser mellem smartphones, tablets eller bærbare computere.
Forskere mener, at resultaterne af arbejdet afslørervejen til hybride kvanteteknologier, da de kombinerer tre forskellige systemer: kvantelyskilder i form af kvanteprikker, genererede lyskvanter og fononer, kvantepartikler af en lydbølge. Fysikere fortsætter med at arbejde på at udvide chippens muligheder. For eksempel vil det være i stand til at sortere flere fotoner af forskellige farver mellem fire eller flere output.
Læs mere:
En magnetisk storm er ved at ramme Jorden
Skabt et navigationssystem, der er mere præcist end GPS
En gammel amulet omskrev historien om Europas mest mystiske sprog