For nylig udviklede forskere fra Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences
Optiske fotoner er ideelle bærere af kvanteinformation. Men for at arbejde i en kvantecomputer eller et netværk skal de have samme farve (eller frekvens) og båndbredde. Ændring af frekvensen af en foton kræver ændring af dens energi, hvilket er ret svært for integrerede fotoniske chips.
Konvertering af en foton fra en farve til en andengøres normalt ved at sende en foton ind i en krystal, hvorigennem en kraftig laser skinner, en proces, der har tendens til at være ineffektiv og støjende. Fasemodulation, hvor oscillationerne af en fotonbølge fremskyndes eller bremses for at ændre fotonens frekvens, tilbyder en mere effektiv metode, men den anordning, der kræves til en sådan proces, en elektro-optisk fasemodulator, har vist sig vanskelig at integrere på en chip.
Som en del af den nye undersøgelse skabte forskeremodulator design baseret på tyndfilm lithium niobat. Det har forbedret enhedens egenskaber markant. Ved hjælp af en indbygget modulator opnåede forskerne et rekordhøjt terahertz-frekvensskift af enkelte fotoner.
Ændring af farven på enkelte fotoner ved hjælp af en indbygget fasemodulator. Kredit: Loncar Lab/Harvard SEAS
Forskere brugte den samme modulator som en "tidslinse" - et forstørrelsesglas, der bøjer lys i tid frem for rum. Målet er at ændre fotonens spektrale form.
"Vores enhed er meget mere kompaktog "mere energieffektive end traditionelle," forklarer forfatterne til udviklingen. "Den kan integreres med en bred vifte af klassiske og kvanteenheder på en enkelt chip for at realisere mere kompleks kvantelysstyring."
Læs mere:
Ægget blev tabt fra rummet: se, hvad der skete med det
Hjerneædende amøbe spreder sig i USA: er der en fare for Rusland
Se hvordan en kvinde Thora ser ud. Hun levede for 800 år siden