Физики впервые создали однофотонный генератор на едином чипе - «Наука и техника»

Добавлено 19-апр-2023, 00:00 От Прасковья

Ученым удалось поместить все компоненты источника одиночных фотонов в единую интегральную схему. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на Ганноверский университет имени Лейбница.
Генераторы, способные испускать свет в виде отдельных фотонов, необходимы во множестве опытов в области фундаментальной физики и для работы многих квантовых технологий. В том числе, они нужны для создания квантовых компьютеров, шифраторов и систем связи. В последние десятилетия инженеры смогли наладить выпуск таких устройств, но им требуется внешний источник лазерного излучения, отличающийся крупными габаритами. Из-за этого однофотонные генераторы невозможно было сделать частью микрочипов и использовать как, например, в ячейках квантовой памяти.
Михаэль Кус и его коллеги смогли создать такой чип, использовав миниатюрный лазер на базе фосфида индия. Этот материал пробовали применять и раньше, но получившиеся в результате лазерами отличались крайне низким КПД. Авторы смогли решить эту проблему, подключив лазер на базе фосфида индия к фильтру-резонатору на базе нитрида кремния, который мешал «побегу»
частиц света и отсеивал фотоны с неоптимальными свойствами. Ученые изготовили несколько устройств и убедились в том, что они действительно способны вырабатывать потоки одиночных частиц света и при этом чипы тратили на это минимальные количества энергии. Эти прототипы профессор Кус и его коллеги использовали для создания фотонных кубитов и кутритов, многоуровневых квантовых ячеек памяти. Последующие вычислительные операции с ними подтвердили высокое качество работы новых источников одиночных фотонов.
Авторы надеются, что в будущем на основе их технологии можно будет создать квантовый компьютеров из «однофотонных» чипов.
Ранее химики предложили способ удвоить эффективность солнечных батарей ультратонким материалом.

Ученым удалось поместить все компоненты источника одиночных фотонов в единую интегральную схему. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на Ганноверский университет имени Лейбница. Генераторы, способные испускать свет в виде отдельных фотонов, необходимы во множестве опытов в области фундаментальной физики и для работы многих квантовых технологий. В том числе, они нужны для создания квантовых компьютеров, шифраторов и систем связи. В последние десятилетия инженеры смогли наладить выпуск таких устройств, но им требуется внешний источник лазерного излучения, отличающийся крупными габаритами. Из-за этого однофотонные генераторы невозможно было сделать частью микрочипов и использовать как, например, в ячейках квантовой памяти. Михаэль Кус и его коллеги смогли создать такой чип, использовав миниатюрный лазер на базе фосфида индия. Этот материал пробовали применять и раньше, но получившиеся в результате лазерами отличались крайне низким КПД. Авторы смогли решить эту проблему, подключив лазер на базе фосфида индия к фильтру-резонатору на базе нитрида кремния, который мешал «побегу» частиц света и отсеивал фотоны с неоптимальными свойствами. Ученые изготовили несколько устройств и убедились в том, что они действительно способны вырабатывать потоки одиночных частиц света и при этом чипы тратили на это минимальные количества энергии. Эти прототипы профессор Кус и его коллеги использовали для создания фотонных кубитов и кутритов, многоуровневых квантовых ячеек памяти. Последующие вычислительные операции с ними подтвердили высокое качество работы новых источников одиночных фотонов. Авторы надеются, что в будущем на основе их технологии можно будет создать квантовый компьютеров из «однофотонных» чипов. Ранее химики предложили способ удвоить эффективность солнечных батарей ультратонким материалом.