Новини науки в галузі фотоніки, лазерів та оптики. Джерело світла для квантових комп’ютерів та систем зв’язку

Згідно зі статтею в Physical Review Letters, дослідники (Zhaohui Ma, Jia-Yang Chen, Zhan та ін.) з Технічного університету Стівенса (SIT, штат Нью-Джерсі, США) змогли створити ефективне джерело переплутаних пар фотонів, які є ключовою компонентою для втілення в реальність надшвидкісних квантових комп’ютерів і квантових комунікацій.

Для отримання фотонних пар світло замикають в нанометрових мікропорожнинах особливої конструкції, де вони резонують і поділяються на переплутані пари. Але такі системи є вкрай неефективним – для отримання всього однієї потрібної пари на виході необхідно подати на вхід сотні мільйонів фотонів.

Розроблений в SIT джерело фотонів перевершує за ефективнвстюі будь-який відомий пристрій щонайменше на два порядки. Завдяки цьому з променя лазера потужністю в мікроват генеруються десятки мільйонів переплутаних пар фотонів на секунду.

Це досягнення стало можливим завдяки високоякісним мікрополям в фрагментах кристала ниобата літію. Порожнечі, що мають форму бігової доріжки, внутрішньо перевідбиваютя фотони з дуже невеликою втратою енергії, дозволяючи світлу довше циркулювати і взаємодіяти з більшою ефективністю.

Маніпулюючи додатковими факторами, такими як температура, вдалось створити безпрецедентно яскраве джерело заплутаних пар фотонів. На практиці це обіцяє різко знизити енергію, необхідну для живлення квантових компонентів.

Група продовжує вдосконалювати свій винахід. Гранична мета, до якої вчені впевнено рухаються шляхом послідовних звершень – система, здатна перетворювати в заплутану пару кожен потрапляючий в неї фотон. Автори також шукають шляхи використання свого джерела для управління логічними вентилями та іншими компонентами квантових обчислень або комунікацій.

За матеріалами сайта www.journals.aps.org