最近、ハーバード大学ジョン A. ポールソン工学応用科学大学院の研究者らが開発した
光学フォトンは量子の理想的なキャリアです情報。しかし、量子コンピュータまたはネットワークで動作するには、それらは同じ色 (または周波数) と帯域幅を持っていなければなりません。光子の周波数を変更するには、そのエネルギーを変更する必要がありますが、統合されたフォトニックチップではこれは非常に困難です。
フォトンをある色から別の色に変換する通常、強力なレーザーが照射される結晶に光子を送信することによって行われますが、このプロセスは非効率的でノイズが多い傾向があります。光子波の振動を加速または減速して光子の周波数を変える位相変調は、より効率的な方法を提供しますが、そのようなプロセスに必要なデバイスである電気光学位相変調器は困難であることが判明していますチップ上に統合します。
新しい研究の一環として、科学者たちは薄膜ニオブ酸リチウムに基づく変調器設計。デバイスの特性が大幅に向上しました。科学者たちは、内蔵の変調器を使用して、単一光子の記録的な高いテラヘルツ周波数シフトを達成しました。
内蔵の位相変調器を使用して単一光子の色を変更します。クレジット: Loncar Lab/ハーバード SEAS
科学者たちは、同じ変調器を「タイムレンズ」、つまり空間ではなく時間で光を曲げる虫眼鏡として使用しました。目標は、光子のスペクトル形状を変更することです。
「私たちのデバイスははるかにコンパクトです「従来のものよりもエネルギー効率が高い」と開発者は説明する。 「単一チップ上にさまざまな古典デバイスや量子デバイスを統合して、より複雑な量子光制御を実現できます。」
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