Un grupo de investigación sueco en nano fotónica cuántica ha desarrollado un nuevo método que representa un paso significativo para permitir el procesamiento óptico de información cuántica en un chip.
El grupo, del KTH Royal Institute of Technology, ha logrado crear los bloques de construcción de dicho sistema mediante la integración de átomos artificiales puntos cuánticos en chips fotónicos basados en silicio. Han generado y filtrado fotones individuales en el chip sin eluso de cualquier componente externo. Los resultados se presentan en un artículo en la revista científica Nature Communications.
Se espera que las computadoras y redes cuánticas superen a las computadoras y redes clásicas actuales, que codifican la información en bits binarios. En lugar de bits que consisten en unos y ceros, los bits cuánticos pueden tomar simultáneamente una superposición de ambos valores, lo que significa que pueden procesar significativamentemayores cantidades de información con menos pasos de cálculo. Las aplicaciones potenciales incluyen cómputo eficiente de energía, detección y comunicación segura.
Sin embargo, hay desafíos que superar para poder desarrollar circuitos cuánticos integrados efectivos. El grupo Quantum Nano Photonics en KTH resuelve estos desafíos en el trabajo presentado en Nature Communications, dice el investigador de KTH Ali Elshaari, coautor deel estudio.
En el pasado, ha sido extremadamente difícil aislar puntos cuánticos y colocarlos en un circuito útil, ya que se cultivan al azar sin tener un alto control sobre sus propiedades y su posición en el circuito. Además, es difícil generarfotones individuales en el mismo chip sin usar filtrado externo para eliminar todas las señales no deseadas de los emisores cuánticos y la luz de fondo, dice Elshaari.
El equipo de investigación utilizó una nueva técnica de nanomanipulación para transferir emisores de fotones individuales seleccionados y caracterizados previamente en nanocables, en un chip de silicio. Luego, el equipo construyó un circuito óptico integrado para filtrar fotones individuales y multiplexarlos. Esto último significa usar múltiples cuánticospuntos para generar luz en varios "colores" que pueden usarse para codificar información diferente en el mismo chip, dice.
"Para lograr un circuito cuántico integrado que funcione, uno debe construir sus componentes de manera determinista", dice Elshaari. "Eso significa que cada componente del circuito está cuidadosamente diseñado y optimizado para realizar una tarea específica. No hay espacio para la aleatoriedad ooportunidad cuando se trata de las características de la fuente o su ubicación en el circuito óptico, a diferencia de los enfoques anteriores "
Uno de los nuevos logros del trabajo del equipo de investigación es que han creado un enfoque híbrido que combina dos tecnologías de semiconductores, tecnología III-V en forma de emisores cuánticos basados en nanocables y tecnología de silicio en forma de óptica integradacircuito, dice.
"La integración híbrida con nanocables no se había hecho antes. Los resultados son un paso muy importante para permitir el procesamiento de información cuántica en un chip".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por KTH El Real Instituto de Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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