Susivėlę fotonai generuojami 100 kartų efektyviau.

Yupingas Huangas ir jo kolegos iš Stivenso technologijos instituto pademonstravo kvantinę grandinę, kurią galima lengvai integruoti su kitais optiniais komponentais, atveriant kelią naujai sukonfigūruotam greitaeigiam kvantiniam įrenginiui. Taip ir daug aspektų. Kreditai: „QuEST Lab“, Stivenso technologijos institutas.

Itin greitas, ypač ryškus fotonų šaltinis suteikia po ranka keičiamą kvantinę fotoniką.

Itin greiti kvantiniai kompiuteriai ir ryšio prietaisai sukėlė daugybę mūsų gyvenimų – tačiau pirmiausia tyrėjams reikia greito ir efektyvaus susivėlusių fotonų šaltinio, kurį tokios sistemos naudoja informacijai perduoti ir manipuliuoti. Stivenso technologijos instituto mokslininkai tai padarė, sukurdami lustinius fotonų šaltinius, kurie yra 100 kartų efektyvesni nei bet kada anksčiau.

„Jau seniai įtariama, kad tai teoriškai įmanoma. Bet mes pirmieji tai parodėme praktiškai “, – sakė Yupingas Huangas,„ Gallevher “docentas, Stevenso fizikos docentas ir Kvantinio mokslo ir inžinerijos centro direktorius.

Norėdami sukurti fotonų porą, mokslininkai sulaiko šviesą kruopščiai išgraviruotoje nanodalelės mikrostruktūroje. Šviesai cirkuliuojant ertmėje, jos fotonai atspindi ir skyla į susipynusias poras. Tačiau yra gaudymo: šiandien tokios sistemos yra labai neefektyvios, todėl norint, kad viena pora įsipainiojusių fotonų lašėtų nepatenkinta, reikalinga įeinanti lazerio šviesa, sudaryta iš šimtų milijonų fotonų. Kitas galas

Huango ir Stevenso kolegos sukūrė naują mikroschemų pagrindu pagamintą fotonų šaltinį, kuris yra 100 kartų efektyvesnis nei ankstesni įrenginiai, leidžiantis dešimtis milijonų tūkstančių fotonų porų per sekundę iš mikrovatu varomo lazerio spindulio. viengungis

„Tai yra svarbus etapas kvantinėje komunikacijoje“, – sakė Huangas, kurio darbai pasirodys 2020 m. Gruodžio 17 d. Fizinio apžvalgos laiškas.

Darbas su Stevenso magistrantais Zhaohui Ma ir Jiayang Chen Huang buvo pastatytas jo laboratorijoje. Ankstesni tyrimai Išgraviruoti labai aukštos kokybės mikroorganizmus į ličio niobato kristalo dribsnius. Lenktynių trasos formos erdvės atspindi fotonus labai mažai energijos praradusios, todėl šviesa gali ilgiau cirkuliuoti ir efektyviau sąveikauti.

Patikslindama papildomus veiksnius, tokius kaip temperatūra, komanda sugebėjo sukurti beprecedentį susipynusių fotonų porų šaltinį. Tai praktiškai leidžia gaminti didesnį kiekį fotonų porų tiekiamam šviesos kiekiui, žymiai sumažinant kvantinių komponentų varymui reikalingą energiją.

Komanda jau ieško daugiau būdų patobulinti savo procesus ir teigė, kad jie tikisi netrukus gauti tikrąjį kvantinio lęšio Šventąjį Gralį: sistemą, kuria pavyks paversti vieną gaunamą fotoną. Išeinantys fotonai susipainiojo beveik be atliekų. Energija pakeliui. “Tai galima padaryti”, – sakė Chenas.

Anksčiau komanda planavo toliau tobulinti savo technologijas ir išsiaiškinti, kaip naudoti fotonų šaltinius loginiams vartams varyti ir dar daugiau. Kvantinis kompiuteris „Kadangi technologija pagrįsta lustais, esame pasirengę pradėti didinti derindami kitus pasyvius arba aktyvius optinius komponentus“, – paaiškina Huangas.

Huangas teigė, kad pagrindinis tikslas yra padaryti kvantinius prietaisus efektyvesnius ir nebrangesnius naudoti, kad juos būtų galima integruoti į pagrindinius elektroninius prietaisus. Tai naudinga mums visiems, – paaiškina jis. – Kada nors netrukus norėsime, kad vaikai savo kuprinėse turėtų kvantinius nešiojamus kompiuterius, ir sunkiai dirbame, kad tai taptų realybe.

Nuoroda: Pripažįstami Zhaohui Ma, Jia-Yang Chen, Zhan Li, Chao Tang, Yong Meng Sua, Heng Fan ir Yu-Ping Huang „Ultrabright Quantum Photon Source on a Chip“. Fizinio apžvalgos laiškas.
Santrauka

Finansavimas: Nacionalinis mokslo fondas, Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas. Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra...

Kaip sumažinti kūno temperatūrą, gali padėti 10% pacientų, kuriems skiriamas didelis dėmesys

Šiame brėžinyje aprašytas tepalas (oranžinis ir geltonas), kuris yra molekulinis sluoksnis oro sąsajoje ir kvėpavimui reikalingas skystis plaučiuose. Naujausi tyrimai parodė, kad terminio...

Apšviesti saulės banguoti langai gamina energiją iš vidaus

Ryžių universiteto inžinieriai sukūrė ir pastatė langus, kurie saulės šviesą ar apšvietimą iš vidaus paverčia periferinėmis kraujo ląstelėmis. Centrinis sluoksnis yra kompozicinis polimeras,...

Gyvenimo ant koralų rifų gausa buvo nuostabi nuo Charleso Darwino laikų – nauji tyrimai pateikia atsakymus

Planktonu maitinančios žuvys dažnai dominuoja vandenynų koralinių rifų žuvų kolekcijoje. Kreditas: Dr. Christina Skinner Tyrimas parodė, kad atviruose vandenynų vandenyse, kurie kažkada buvo...

Egipto mumijos mumijos „Purvo karapasas“ neregėtas gydymas – neteisingo pateikimo atvejis

Kiekvienas mumifikuotas ir uždarytas Sidnėjaus universiteto Chau Chak Wing muziejaus Nicholson kolekcijoje. A. Mumifikuotas asmuo, dabar saugojimui dėvintis rankas, BMR. 27.3. B....

Newsletter

Subscribe to stay updated.