Лазерный мир

Международная команда исследователей первой смогла полностью интегрировать источник квантового света в чип. Это позволяет уменьшить размеры источника больше чем в 1000 раз, что улучшает воспроизводимость, стабильность в долгосрочной перспективе, масштабирование и, в потенциале, открывает путь к массовому производству. Все эти характеристики необходимы для реального применения квантовых процессоров.

До сих пор, однако, источники света требовали внешних и громоздких лазерных систем, которые сложно применять вне лабораторий, рассказывает Phys.org. Команда ученых из Университета им. Лейбница в Ганновере (Германия), Университета Твенте (Нидерланды) и стартапа QuiX Quantum преодолела это препятствие с помощью новой архитектуры микрочипа и инновационных интегральных платформ. Созданный ими источник квантового света полностью помещается на чипе и испускает запутанные кубитные состояния.

«Кубиты весьма подвержены шумам. Чип должен приводиться в движение лазерным полем, полностью свободным от шума, что требует наличия фильтра на чипе. Раньше было очень трудно интегрировать лазер, фильтр и резонатор на одном чипе, так как не существовало уникального материала, из которого можно было бы изготовить эти компоненты с достаточной эффективностью», — пояснил Рактим Хальдар, один из исследователей.

Решением стала гибридная технология, сочетающая лазер из фосфида индия, фильтр и резонатор из нитрида кремния на одном чипе. На нем происходит спонтанный нелинейный процесс, в результате которого из лазерного поля возникают два фотона. Каждый из них находится в суперпозиции, они оба спутаны и способны хранить квантовую информацию.

Благодаря такой архитектуре достигается высокая эффективность и характеристики, необходимые для квантовых компьютеров и квантового интернета. Теперь стало возможным интегрировать лазер с другими компонентами на чипе, так что весь источник света становится меньше монеты в один евро. Кроме того, открытие ученых позволит снизить производственные расходы.

Источник: https://hightech.plus/2023/04/18/vpervie-kvantovii-istochnik-sveta-polnostyu-integrirovali-v-chip