Récemment, des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences ont développé
Les photons optiques sont des porteurs idéaux de quantuminformation. Mais pour fonctionner dans un ordinateur ou un réseau quantique, ils doivent avoir la même couleur (ou fréquence) et la même bande passante. Changer la fréquence d’un photon nécessite de changer son énergie, ce qui est assez difficile pour les puces photoniques intégrées.
Conversion d'un photon d'une couleur à une autrecela se fait généralement en envoyant un photon dans un cristal à travers lequel brille un laser puissant, un processus qui a tendance à être inefficace et bruyant. La modulation de phase, dans laquelle les oscillations d'une onde photonique sont accélérées ou ralenties pour modifier la fréquence du photon, offre une méthode plus efficace, mais le dispositif requis pour un tel processus, un modulateur de phase électro-optique, s'est avéré difficile. à intégrer sur une puce.
Dans le cadre de la nouvelle étude, les scientifiques ont crééconception de modulateur basée sur du niobate de lithium en couche mince. Cela a considérablement amélioré les caractéristiques de l’appareil. À l’aide d’un modulateur intégré, les scientifiques ont obtenu un décalage de fréquence térahertz record de photons uniques.
Changer la couleur de photons uniques à l'aide d'un modulateur de phase intégré. Crédit : Laboratoire Loncar/Harvard SEAS
Les scientifiques ont utilisé le même modulateur comme « lentille temporelle », une loupe qui courbe la lumière dans le temps plutôt que dans l’espace. Le but est de changer la forme spectrale du photon.
« Notre appareil est beaucoup plus compactet « plus économes en énergie que les modèles traditionnels », expliquent les auteurs du développement. "Il peut être intégré à une large gamme de dispositifs classiques et quantiques sur une seule puce pour réaliser un contrôle de la lumière quantique plus complexe."
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