Recentemente, pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard desenvolveram
Os fótons ópticos são portadores ideais de radiação quânticaInformação. Mas para funcionar em um computador ou rede quântica, eles devem ter a mesma cor (ou frequência) e largura de banda. Alterar a frequência de um fóton requer alterar sua energia, o que é bastante difícil para chips fotônicos integrados.
Convertendo um fóton de uma cor para outrageralmente feito enviando um fóton para um cristal através do qual brilha um poderoso laser, um processo que tende a ser ineficiente e barulhento. A modulação de fase, na qual as oscilações de uma onda de fóton são aceleradas ou desaceleradas para alterar a frequência do fóton, oferece um método mais eficiente, mas o dispositivo necessário para tal processo, um modulador de fase eletro-óptico, provou ser difícil para integrar em um chip.
Como parte do novo estudo, os cientistas criaramprojeto de modulador baseado em niobato de lítio de película fina. Melhorou significativamente as características do dispositivo. Usando um modulador integrado, os cientistas alcançaram uma mudança recorde de frequência em terahertz de fótons únicos.
Alterando a cor de fótons únicos usando um modulador de fase integrado. Crédito: Loncar Lab/Harvard SEAS
Os cientistas usaram o mesmo modulador como uma “lente do tempo” – uma lupa que desvia a luz no tempo e não no espaço. O objetivo é alterar a forma espectral do fóton.
“Nosso aparelho é muito mais compactoe “mais eficientes energeticamente que os tradicionais”, explicam os autores do empreendimento. “Ele pode ser integrado a uma ampla gama de dispositivos clássicos e quânticos em um único chip para realizar um controle de luz quântica mais complexo.”
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