Интегральные квантово-оптические схемы скоро станут реальностью

Группе из Королевского технологического института KTH удалось создать строительные блоки такой системы, интегрировав искусственные атомы (квантовые точки) в кремниевые фотонные чипы. Они генерируют и фильтруют одиночные фотоны на кристалле без использования каких-либо внешних компонентов. Результаты представлены в статье в научном журнале Nature Communications.Ожидается, что квантовые компьютеры и сети превзойдут современные классические компьютеры и сети, которые кодируют информацию в двоичных битах.

Вместо битов, состоящих из единиц и нулей, квантовые биты могут одновременно принимать суперпозицию обоих значений, что означает, что они могут обрабатывать значительно больший объем информации с меньшим количеством шагов вычислений. Возможные приложения включают энергоэффективные вычисления, зондирование и безопасную связь.

Однако существуют проблемы, которые необходимо преодолеть, чтобы разработать эффективные интегральные квантовые схемы. Группа Quantum Nano Photonics в KTH решает эти проблемы в работе, представленной в Nature Communications, говорит исследователь KTH Али Эльшаари, соавтор исследования.В прошлом было чрезвычайно сложно изолировать квантовые точки и поместить их в полезную цепь, поскольку они выращиваются случайным образом, не имея строгого контроля над их свойствами и их положением в цепи.

Кроме того, сложно генерировать одиночные фотоны на одном и том же чипе без использования внешней фильтрации для удаления всех нежелательных сигналов от квантовых излучателей и фонового света, говорит Эльшаари.Исследовательская группа использовала новую технику наноманипуляции для переноса выбранных и предварительно охарактеризованных излучателей одиночных фотонов в нанопроводах на кремниевый чип.

Затем команда построила интегральную оптическую схему для фильтрации одиночных фотонов и их мультиплексирования. Последнее означает использование нескольких квантовых точек для генерации света различных «цветов», которые можно использовать для кодирования различной информации на одном и том же чипе, — говорит он.«Чтобы создать функционирующую интегральную квантовую схему, нужно детерминированно строить ее компоненты», — говорит Эльшаари. «Это означает, что каждый компонент схемы тщательно спроектирован и оптимизирован для выполнения конкретной задачи. В отличие от предыдущих подходов, нет места случайности или случайности, когда дело доходит до характеристик источника или его местоположения в оптической схеме».

Одним из новых достижений исследовательской группы является то, что они создали гибридный подход, который объединяет две полупроводниковые технологии, технологию III-V в виде квантовых излучателей на основе нанопроволоки и кремниевую технологию в виде интегральной оптической схемы. он говорит.«Гибридная интеграция с нанопроводами раньше не проводилась.

Полученные результаты являются очень важным шагом на пути к возможности обработки квантовой информации на кристалле».


6 комментариев к “Интегральные квантово-оптические схемы скоро станут реальностью”

  1. Гончаренко, кстати, мне нравится, наглый, беспринципный, далеко пойдет. Он как раз интервью давал))).

  2. Кирпа Варвара

    Это он только сейчас после боя с Кличко очухался и начал со СМИ общаться?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.