Niedawno opracowali to naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences
Fotony optyczne są idealnymi nośnikami kwantuInformacja. Aby jednak mogły działać w komputerze lub sieci kwantowej, muszą mieć ten sam kolor (lub częstotliwość) i przepustowość. Zmiana częstotliwości fotonu wymaga zmiany jego energii, co jest dość trudne w przypadku zintegrowanych chipów fotonicznych.
Konwersja fotonu z jednego koloru na innyzwykle odbywa się to poprzez wysłanie fotonu do kryształu, przez który prześwieca potężny laser, co jest zwykle nieefektywnym i hałaśliwym procesem. Modulacja fazowa, podczas której oscylacje fali fotonowej są przyspieszane lub spowalniane w celu zmiany częstotliwości fotonu, jest metodą bardziej wydajną, ale urządzenie wymagane do tego procesu, elektrooptyczny modulator fazy, okazało się trudne zintegrować z chipem.
W ramach nowego badania naukowcy stworzylikonstrukcja modulatora oparta na cienkowarstwowym niobianie litu. Znacząco poprawiło to charakterystykę urządzenia. Wykorzystując wbudowany modulator, naukowcy osiągnęli rekordowo wysokie przesunięcie częstotliwości terahercowej pojedynczych fotonów.
Zmiana barwy pojedynczych fotonów za pomocą wbudowanego modulatora fazy. Źródło: Loncar Lab/Harvard SEAS
Naukowcy wykorzystali ten sam modulator jako „soczewkę czasu” – szkło powiększające, które zagina światło w czasie, a nie w przestrzeni. Celem jest zmiana kształtu widmowego fotonu.
„Nasze urządzenie jest znacznie bardziej kompaktowei „bardziej energooszczędne od tradycyjnych” – tłumaczą autorzy opracowania. „Można go zintegrować z szeroką gamą urządzeń klasycznych i kwantowych na jednym chipie, aby realizować bardziej złożoną kwantową kontrolę światła”.
Czytaj więcej:
Jajko zostało zrzucone z kosmosu: zobacz, co się z nim stało
Ameba zjadająca mózg rozprzestrzenia się w USA: czy istnieje zagrożenie dla Rosji?
Zobacz, jak wygląda kobieta Thora. Żyła 800 lat temu