Китайские учёные создали недорого устройство, которое сделат квантовый мир доступнее

Недорогой источник запутанных фотонов — это то, чего не хватало многим ученым и технологическим стартапам.

Китайские учёные создали недорого устройство, которое сделат квантовый мир доступнее

Группа китайских ученых из Университета электронных наук и технологий Китая (UESTC), Университета Цинхуа и Шанхайского института микросистем и информационных технологий разработала полупроводниковый источник запутанных фотонов, что представляет большой потенциал для создания компактных и надежных квантовых чипов. Этот источник основан на нитриде галлия (GaN), материале, который десятилетиями используется для производства синих светодиодов.

Запутывание фотонов позволяет обеспечить безопасность передаваемой информации (квантовое распределение ключей) и выполнять квантовые вычисления или симуляции. Квантовые операции могут быть выполнены с использованием пар запутанных фотонов. Однако этот процесс довольно сложен и требует специальных источников света, таких как нитрид кремния или фосфид индия. Переход на нитрид галлия, широко используемый в промышленности для создания светодиодов и чипов, позволит эффективнее использовать квантовые каналы связи и рассмотреть возможность создания квантовых систем на чипе.

Разработанный китайскими учеными источник запутанных фотонов представляет собой кольцо из нитрида галлия диаметром 120 мкм, вытравленное на плёнке (плёнка выращена на сапфировой подложке традиционным способом). Под действием инфракрасного луча лазера часть фотонов попадает в кольцо и начинает перемещаться по нему. Некоторые из этих фотонов становятся резонансными парами. В процессе четвертьволнового смешения, известного явления в нелинейной оптике, резонансные пары порождают новые пары запутанных фотонов.

Измерения показали, что уровень запутанности, получаемый в кольце из нитрида галлия, аналогичен тому, который получается с использованием других квантовых источников света. Это означает, что предложенное решение может быть успешно использовано для проектирования оборудования для квантовых каналов связи и квантовых процессоров. Кроме того, спектральный диапазон нитрида галлия включает до 100 нм, что превосходит 25,6 нм у традиционных источников света. Это позволяет расширить и улучшить каналы передачи квантовой информации.

По мнению ученых, помимо квантовых источников света, нитрид галлия также обещает стать важным материалом для создания других компонентов квантовых схем, включая лазеры с накачкой и детекторы легких частиц. Это делает платформу GaN перспективной для разработки квантовых фотонных интегральных схем "все на кристалле" по сравнению с существующими платформами.

Читайте также

Что на самом деле смогут квантовые компьютеры и когда они изменят мир?

Что на самом деле смогут квантовые компьютеры и когда они изменят мир?

Почему дата-центры не строят в Арктике или на дне океана?

Почему дата-центры не строят в Арктике или на дне океана?

Во Франции предложили налог на интернет-трафик: 5 центов за гигабайт

Во Франции предложили налог на интернет-трафик: 5 центов за гигабайт

Робот-пожарный стреляет пеной на 60 метров

Робот-пожарный стреляет пеной на 60 метров

Сэм Альтман назвал локальный ИИ неэффективной тратой оперативной памяти

Сэм Альтман назвал локальный ИИ неэффективной тратой оперативной памяти

Российские ученые создали нанокаркас для двойной атаки на раковые клетки

Российские ученые создали нанокаркас для двойной атаки на раковые клетки

ИИ обнаружил 33 новых материала MXene в научных архивах 1970-х годов

ИИ обнаружил 33 новых материала MXene в научных архивах 1970-х годов

Nvidia выпустила открытую ИИ-модель для транскрибации аудио на 40 языках

Nvidia выпустила открытую ИИ-модель для транскрибации аудио на 40 языках

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Космический телескоп NASA Swift упадёт на Землю после 22 лет работы — что будет?

Космический телескоп NASA Swift упадёт на Землю после 22 лет работы — что будет?

Учёные предложили искать сигналы инопланетян по примеру светлячков

Учёные предложили искать сигналы инопланетян по примеру светлячков

ИИ-агентов GPT и Claude столкнули в Minecraft — одни воевали, другие спорили

ИИ-агентов GPT и Claude столкнули в Minecraft — одни воевали, другие спорили

Астрономы обнаружили, как звезда-спутник искажает атмосферу Бетельгейзе

Астрономы обнаружили, как звезда-спутник искажает атмосферу Бетельгейзе