Разработан революционный метод квантовых вычислений внутри микросхемы

Разработан революционный метод квантовых вычислений внутри микросхемы
Н

овый низкоэнергетический метод создает предпосылки для легкого изготовления будущих квантовых коммуникационных и вычислительных устройств

В настоящее время на рынке имеются устройства, способные шифровать информацию не раскрываемыми кодами, благодаря недавним достижениям квантовой оптики, в особенности генерации пар фотонов — крошечных запутанных частиц света. Международная группа исследователей под руководством профессора Роберто Морандотти из Канады представляет новый метод получения другого типа источника пары фотонов, вмещающегося в крохотное пространство компьютерной микросхемы.

Придуманный метод, генерирующий спутанные пары фотонов из устройств площадью менее одного квадратного миллиметра, может стать основой новейшей технологии квантовой оптической связи и вычислений.

Квантовая оптика использует одно из свойств света - поляризацию фотона, являющуюся направлением колебаний электрического поля, связанного с фотоном. Группа исследователей нашла способ непосредственно перепутать или перекрестно поляризовать фотоны за счет нелинейных оптических процессов на микросхеме.
Существующие процессы генерации поляризационно перепутанных фотонов внутри микросхемы позволяет создавать лишь фотоны с той же поляризацией, что и у накачивающего микросхему лазерного пучка, - горизонтальной или вертикальной, после чего запутанность достигается путем смешения этих состояний. Теперь же был открыт метод непосредственной генерации перекрестно-поляризованных пар фотонов.
Для генерации перекрестно-поляризованных фотонов ученые использовали два разных лазерных пучка с различными длинами волн —один вертикально, а второй горизонтально поляризованный. Тем не менее, у такого подхода есть вероятный недостаток: классический процесс между двумя пучками накачки может разрушить хрупкое квантовое состояние фотонов.

Для решения данной проблемы была разработана новая технология на базе микрокольцевого резонатора — крошечного оптического резонатора с диаметром порядка 10 – 100 микрометров—работающего так, что ограничения закона сохранения энергии подавляют классические эффекты, одновременно усиливая квантовые процессы.

Хотя схожее подавление классических эффектов наблюдалось в парах газа и сложных микро структурированных волокнах, его впервые зафиксировали в микросхеме, что позволит создавать масштабируемые оптоэлектронные микросхемы. Разработанное устройства на очень малой мощности напрямую генерирует пары фотонов с ортогональными поляризациями.

Процесс изготовления микросхемы совместим с нынешней технологией производства электронных микросхем. В будущем это обеспечит совместимость изобретенной микросхемы со стандартными интегральными схемами, что является основным требованием для широкого распространения оптических квантовых технологий.

 

 

Похожие статьи

Последние публикации
Последние комментарии