Opracowano kwantowe źródło splątanych fotonów wbudowane w mały chip

Naukowcy z Niemiec i Holandii opracowali kwantowe źródło światła zintegrowane z chipem.

Urządzenie generuje splątane fotonyobliczenia kwantowe. Twórcy twierdzą, że nowa technologia umożliwiła zmniejszenie rozmiaru źródła ponad 1000 razy, zapewniając stabilność niezbędną do skalowania i masowej produkcji.

Inżynierowie zastosowali „technologię hybrydową”który połączył laser z fosforku indu w chipie, a także filtr i rezonator z azotku krzemu. Na chipie z pola laserowego powstają dwa fotony w spontanicznym procesie nieliniowym. Każdy obejmuje zakres kolorów, przy czym kolory obu fotonów są ze sobą powiązane. Innymi słowy, fotony są splątane i mogą przechowywać informację kwantową.

Teraz możemy zintegrować laser z innymikomponentów na chipie, dzięki czemu całe źródło kwantowe jest mniejsze niż moneta jednoeuro. Nasze maleńkie urządzenie można uznać za krok w kierunku kwantowej przewagi chipu fotonowego. W przeciwieństwie do Google, który obecnie wykorzystuje ultrazimne kubity w układach kriogenicznych, przewagę kwantową można osiągnąć dzięki takim układom fotonicznym na chipie nawet w temperaturze pokojowej.

Raktim Haldar, współautor badania

Kwantowe źródło światła zintegrowane w chipie wielkości monety. Zdjęcie: Instytut Fotoniki, Uniwersytet Leibniza w Hanowerze

Kubity (bity kwantowe, jednostki elementarneinformacja w komputerze kwantowym) są bardzo wrażliwe na szum – wyjaśniają naukowcy. Do tej pory kwantowe źródła światła wymagały zewnętrznych i nieporęcznych systemów laserowych, co ograniczało ich zastosowanie.

Aby wdrożyć miniaturowe urządzenie, chip musisterowane polem laserowym całkowicie pozbawionym zakłóceń, co wymaga wbudowanego filtra. Jak twierdzą twórcy, badaczom nie udało się dotychczas znaleźć materiału, który pozwoliłby na zintegrowanie lasera, filtra i rezonatora w jednym chipie. Ich technologia hybrydowa rozwiązuje ten problem. W serii eksperymentów potwierdzili wysoką stabilność i wydajność gotowego urządzenia.

Czytaj więcej:

Wielkość guza zmniejszona poprzez wszczepienie „edytowanego” tłuszczu

Nowe ogniwo słoneczne bije światowy rekord wydajności

Już nie zabawka. Do czego doprowadzi ewolucja GPT i Midjourney?

Na okładce: artystyczna ilustracja kwantowego źródła światła wbudowanego w chip. Zdjęcie: Raktim Haldar, Michael Kues