瑞典的研究人员为量子电路开发了光发射器

经过|5月11日,2021年

光子学提供了通信和计算之间的自然联系,提供了一个潜在的桥梁来构建量子互联网。

仔细看看单个光子发射器。图像信用:阿里·埃尔莎航空

量子互联网的承诺取决于利用光在光纤网络上传输量子信息的复杂性。瑞典的研究人员向前进的潜在阶梯展开了瑞典,他们开发了一体化芯片,可以根据需求产生轻粒子,而无需极端制冷。

量子计算今天依赖于物质的州,即电子的电子,其中信息Quetits同时执行多重计算,在古典计算的一小部分中。

Ktth Royal Tearn理工大学教授Val Zwiller表示,为了整合Quantum Computing与互联网使用的光纤网络,更有希望的方法是利用光学光子。

“光子方法提供了通信和计算之间的自然联系,”他说。“这很重要,因为最终目标是使用光传输处理后的量子信息。”

但是为了使光子在量子系统中提供Qubits点心,他们需要在确定性,而不是概率的时尚中发出。这可以在人工原子的极低温度下实现,但今天Kth的研究组报告了一种方法,使其在光学集成电路中工作 - 在室温下。

新方法使光子发射器能够精确定位在集成的光学电路中,除了它们携带光线,代替王皇家理工学院的副教授Ali Elshaari表示,他们携带灯光。

研究人员利用六边形氮化硼(HBN)的单光子发射性质,层状材料。HBN是常用的化合物,使用陶瓷,合金,树脂,塑料和橡胶,给予它们自润滑性质。它们与氮化硅波导集成了材料以引导发射的光子。

Elshaari说,具有光的量子电路在低温温度下运行 - 使用原子单光子源,或者在室温下使用随机单光子源,使用随机单光子源。相比之下,在kth开发的技术使光电路能够在室温下具有按需发射光颗粒的光学电路。

“在室温下运行的现有光电路中,除非您进行括网测量,否则从不知道单个光子何时产生,”Elshaari说。“我们意识到了一种确定性过程,可以精确地定位在整合光子电路中在室温下操作的光粒子发射器。”

研究人员报告了HBN单光子发射器与氮化硅波导的耦合,并且它们开发了一种用于将量子发射器进行成像的方法。然后,使用涉及电子束光刻和蚀刻的一系列步骤,该团队在Quantum Sources位置与量子源位置构建了光子电路,同时仍然保持量子光的高质量性质。

成就开辟了混合集成的路径,即将原子单光子发射器结合到光子平台中,该平台不能有效地按需发光。

参考:Ali W. Elshaari,等。,HBN发射极在氮化硅光学波导中的确定性集成,高级量子技术(2021)。DOI:10.1002 / QUTE.202100032

皇家理工学院Kth提供的新闻稿