Πρόσφατα, ερευνητές από το Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences ανέπτυξαν
Τα οπτικά φωτόνια είναι ιδανικοί φορείς του κβαντικούπληροφορίες. Αλλά για να δουλέψουν σε κβαντικό υπολογιστή ή δίκτυο, πρέπει να έχουν το ίδιο χρώμα (ή συχνότητα) και εύρος ζώνης. Η αλλαγή της συχνότητας ενός φωτονίου απαιτεί αλλαγή της ενέργειάς του, κάτι που είναι αρκετά δύσκολο για τα ολοκληρωμένα φωτονικά τσιπ.
Μετατροπή φωτονίου από ένα χρώμα σε άλλοσυνήθως γίνεται με την αποστολή ενός φωτονίου σε έναν κρύσταλλο μέσω του οποίου λάμπει ένα ισχυρό λέιζερ, μια διαδικασία που τείνει να είναι αναποτελεσματική και θορυβώδης. Η διαμόρφωση φάσης, στην οποία οι ταλαντώσεις ενός κύματος φωτονίου επιταχύνονται ή επιβραδύνονται για να αλλάξει η συχνότητα του φωτονίου, προσφέρει μια πιο αποτελεσματική μέθοδο, αλλά η συσκευή που απαιτείται για μια τέτοια διαδικασία, ένας ηλεκτρο-οπτικός διαμορφωτής φάσης, έχει αποδειχθεί δύσκολη για να ενσωματωθεί σε ένα τσιπ.
Στο πλαίσιο της νέας μελέτης, οι επιστήμονες δημιούργησανσχεδιασμός διαμορφωτή που βασίζεται σε νιοβικό λίθιο λεπτής μεμβράνης. Έχει βελτιώσει σημαντικά τα χαρακτηριστικά της συσκευής. Χρησιμοποιώντας έναν ενσωματωμένο διαμορφωτή, οι επιστήμονες πέτυχαν ρεκόρ υψηλής μετατόπισης συχνότητας terahertz μεμονωμένων φωτονίων.
Αλλαγή του χρώματος μεμονωμένων φωτονίων με χρήση ενσωματωμένου διαμορφωτή φάσης. Πίστωση: Loncar Lab/Harvard SEAS
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τον ίδιο διαμορφωτή ως «φακό χρόνου»—ένα μεγεθυντικό φακό που λυγίζει το φως στο χρόνο και όχι στο διάστημα. Ο στόχος είναι να αλλάξει το φασματικό σχήμα του φωτονίου.
«Η συσκευή μας είναι πολύ πιο συμπαγήςκαι «πιο ενεργειακά αποδοτικά από τα παραδοσιακά», εξηγούν οι συντάκτες της ανάπτυξης. «Μπορεί να ενσωματωθεί με ένα ευρύ φάσμα κλασικών και κβαντικών συσκευών σε ένα μόνο τσιπ για να πραγματοποιήσει πιο περίπλοκο έλεγχο κβαντικού φωτός».
Διαβάστε περισσότερα:
Το αυγό έπεσε από το διάστημα: δείτε τι συνέβη
Η αμοιβάδα που τρώει τον εγκέφαλο εξαπλώνεται στις ΗΠΑ: υπάρχει κίνδυνος για τη Ρωσία
Δείτε πώς είναι γυναίκα η Thora. Έζησε πριν από 800 χρόνια