Взаимодействие фотонов на новом уровне

Ключевое продвижение к реализации долгожданных технологий квантовой оптики для вычислений, связи и дистанционного зондирования

0 1 724

Для обработки информации должны взаимодействовать. Тем не менее, эти крошечные частицы не хотят иметь ничего общего друг с другом, каждый раз проходя мимо, не изменяя и не взаимодействуя с другими фотонами.

И вот теперь исследователи из Технологического института Стивенса смогли «уговорить» взаимодействовать друг с другом с беспрецедентной эффективностью — это ключевое продвижение к реализации долгожданных технологий квантовой оптики для вычислений, связи и дистанционного зондирования.

Команда ученых, возглавляемая Yuping Huang, доцентом физики и директором Центра квантовой науки и техники, приближает нас к этой цели с помощью наноразмерного чипа, который способствует взаимодействию фотонов с гораздо более высокой эффективностью, чем любая предыдущая система.

Новый метод, описанный в выпуске журнала Optica, работает при очень низких уровнях энергии, что позволяет предположить, что его можно оптимизировать для работы на уровне отдельных фотонов при комнатных температурах.

«Мы раздвигаем границы физики и оптической инженерии, чтобы приблизить квантовую и полностью оптическую обработку сигналов к реальности».

Чтобы добиться этого, исследователи выпустили лазерный луч в микрорезонатор в форме беговой дорожки, врезанный в осколок кристалла. Когда лазерный луч отражается вокруг «ипподрома», его ограниченные взаимодействуют друг с другом, создавая гармонический резонанс, который заставляет часть циркулирующего света изменять длину волны.

Ученые говорят, что они приближаются к системе, способной надежно генерировать взаимодействия на однофотонном уровне — прорыв, который позволил бы создать множество мощных компонентов квантовых вычислений, таких как фотонные логические элементы и источники запутывания, которые могут одновременно обрабатывать несколько решений одной и той же проблемы, что, возможно, позволит выполнять расчеты, на решение которых могут потребоваться годы, за считанные секунды.

Смотрите также  Совершенный поглотитель электромагнитных волн

Jia-Yang Chen et al, Ultra-efficient frequency conversion in quasi-phase-matched lithium niobate microrings, Optica (2019). DOI: 10.1364/OPTICA.6.001244

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x