Işığı izole eden fotonik çip, kuantum hesaplama ve cihazlarda boyut sınırlamalarına son verebilir
Araştırmacılar Illinois Üniversitesi ışığı izole etmek ve kontrol etmek için ses dalgalarını kullanan ve farklı dalga boylarına uyum sağlayabilen küçük bir fotonik devre oluşturmak için kolayca bulunabilen malzemeleri kullandı. Yenilik, kuantum hesaplama ve bilgi sistemlerini dönüştüren minyatür kuantum cihazlarına yol açabilir.
Kuantum cihazları kullanarak ışık hızında hareket eden fotonları (ışık parçacıkları) manipüle ederek veri iletmek, bilginin dünyanın dört bir yanına neredeyse anında ulaşmasıdır. Yeni atılım, kuantum teknolojisini daha işlevsel ve taşınabilir hale getiriyor. Kısmen finanse edilen araştırmacılar, ABD Ulusal Bilim Vakfısonuçlarını detaylandıran bir makale yayınladı. Doğa Fotoniği.
Ortak optik malzemeleri kullanan ekip, geleneksel izolatörlerin boyutunun çok küçük bir kısmı olan manyetik olmayan bir izolatör geliştirdi. Çip boyutundaki izolatör, ışığın yönünü izole edip kontrol edebilir ve engellenmemiş ışığın cihaz performansı üzerindeki olumsuz etkisini ortadan kaldırabilir. Bilim adamları, tasarımın geleneksel kuantum teknolojisinin ölçek ve kullanım sorunlarına bir cevap olduğunu söyledi.
Çalışma yazarı Benjamin Sohn, “İzolatör, ışığın bir yönden kesintisiz olarak geçmesine izin veren ve ters yönde tamamen bloke eden bir cihazdır. Bu tek yönlülük, yaygın dielektrik malzemeler veya camlar kullanılarak elde edilemez, bu nedenle biraz dikkatli olmamız gerekiyordu.” daha yenilikçi.”
Baş araştırmacı Guarav Bahl, “Atomlar doğada her yerde mükemmel referanslardır ve birçok kuantum uygulaması için bir temel sağlar. Atomları kontrol etmek için kullandığımız lazerler, istenmeyen yansımaları engelleyen izolatörlere ihtiyaç duyar. Doğal olarak kaybı önleyen bir cihaz tasarlamak istedik ve Bunu yapmanın en iyi yolu, ışığın hiçlikten yayılmasını sağlamaktır. Fotonları kontrollü bir yol boyunca yönlendirebilen ‘hiçliğin’ en basit parçası, bir fotonik devrenin bileşeni olan bir dalga kılavuzudur.”
Araştırmacılar, kuantum bilgi işlem cihazlarının minyatürleştirilmesinin, kuantum teknolojisinin tam potansiyelini gerçekleştirmek için kritik öneme sahip olduğunu söyledi. Ölçeklenebilir ve pratik uygulamalarla kuantum teknolojisi cihazları geliştirmek, kuantum hesaplamayı, bilgi sistemlerini ve uygulamalarını ilerletecektir.