Для обработки информации, фотоны взаимодействуют друг с другом. Тем не менее, эти крошечные пакеты света хотят иметь ничего общего друг с другом, каждый проходящий мимо, не затрагивая другие. Теперь, исследователя на Институте технологии Стивенса не выпросила у фотонов во взаимодействии друг с другом с невиданной ранее эффективностью — ключ к реализации долгожданного квантовые технологии оптика для вычислительной техники, коммуникаций и дистанционного зондирования.
Команда, возглавляемая Юйпин Хуан, адъюнкт-профессор физики и директор Центра квантовой науки и техники, приближает нас к этой цели с нано-чип, который облегчает взаимодействие фотона с гораздо большей эффективностью, чем все предыдущие системы. Новый метод, сообщается в меморандуме в сентябре. 18 выпуск оптика, работает на очень низких уровнях энергии, предполагая, что он может быть оптимизирован для работы на уровне отдельных фотонов-Святой Грааль для комнатной температуры квантовых вычислений и квантовой безопасной связи.
«Мы расширяем границы физики и оптотехники для того, чтобы принести квантовых и все-оптической обработки сигналов ближе к реальности», — сказал Хуан.
Для достижения этого заранее, команды Хуан выстрелил лазерным лучом в треке-образный микропустоты вырезал в кусочек хрусталя. Как лазерный луч отскакивает вокруг ипподрома, его замкнутом фотоны взаимодействуют друг с другом, создавая гармонический резонанс, который вызывает некоторую часть циркулирующего света изменение длины волны.
Это не совершенно новый трюк, но Хуан и его коллеги, в том числе аспирант Jiayang Чэнь и старший научный сотрудник Йонг Менг Суа, резко повысил свою эффективность с помощью чипа, сделанного из ниобата лития на изолятор, материала, обладающего уникальным способом взаимодействия со светом. В отличие от кремния, ниобата лития сложно химически вытравить с общего реакционного газа. Так, команда Стивенса использовали ионно-фрезерный инструмент, по сути nanosandblaster, чтобы вытравить крошечный ипподром около одной сотой толщины человеческого волоса.
Перед определением структуры ипподроме, команде необходимо подавать электрические импульсы высокого напряжения, чтобы создать тщательно откалиброванные зоны переменной полярности, или периодические Полинг, что индивидуальные пути фотоны движутся вокруг ипподрома, увеличивая вероятность их взаимодействия друг с другом.
Чэнь объяснил, что как протравить ипподром на чип а настройки фотоны движутся вокруг него, требует множества этапов наноматериалов, каждая из которых требует нанометровой точностью. «К Самое лучшее нашего знания, мы одними из первых групп, чтобы освоить все эти шаги наноматериалов для создания этой системы-это причина, по которой мы могли бы получить этот результат в первую очередь.»
Двигаясь вперед, Хуан и его цель команды, чтобы повысить способность кристалла ипподроме к действиям по локализации и рециркуляцию свет, известный как его Q-фактор. Команда уже определила способы повышения их добротности по меньшей мере 10, но каждый уровень делает систему более чувствительной к незаметным колебаниям температуры в несколько тысяч градусов, — и требует тщательной доработки.
Все-таки Стивенс команды говорят, что они давят на систему, способную к взаимодействию на однофотонного уровня надежно, прорыв, который позволит создать множество мощных квантовых вычислительных компонентов, таких как фотоника логические элементы и запутанностью источников, которые по цепи, можно опросить несколько решений одной и той же задачи одновременно, возможно, позволяет производить расчеты, которые могут занять годы будет решена в считанные секунды.
Мы еще какое-то время из ссылки, говорит Чэнь, но для квантовых ученых путешествие будет захватывающим. «Это Святой Грааль», — сказал Чен, ведущий автор бумаги. «И на пути к Святой Грааль, мы реализуем много физики, которые никто не делал раньше.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!