Κινέζοι ερευνητές έκαναν ένα βήμα προς την κατασκευή ενός κβαντικού τσιπ, χρησιμοποιώντας έναν κοινό ημιαγωγό για να δημιουργήσουν μια κβαντική πηγή φωτός για πρώτη φορά στον κόσμο.
Τα κβαντικά τσιπ έχουν τη δυνατότητα να επιλύουν πολύπλοκα προβλήματα εκθετικά πιο γρήγορα από τους συμβατικούς υπολογιστές που βασίζονται σε ηλεκτρόνια, αλλά οι επιστήμονες έχουν δυσκολευτεί να δημιουργήσουν τα εξαρτήματα που χρειάζονται για ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα.
Μια κινεζική ομάδα ισχυρίστηκε τώρα ότι δημιούργησε ένα τέτοιο συστατικό – μια κβαντική πηγή φωτός – χρησιμοποιώντας το ημιαγωγό νιτρίδιο του γαλλίου (GaN), ένα υλικό που χρησιμοποιείται για δεκαετίες σε διόδους εκπομπής φωτός.
Σύμφωνα με την ομάδα από το Πανεπιστήμιο Ηλεκτρονικής Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (UESTC), το Πανεπιστήμιο Tsinghua και το Ινστιτούτο Μικροσυστημάτων και Τεχνολογίας Πληροφορικής της Σαγκάης, η συσκευή έχει «σημαντικές δυνατότητες» για την κατασκευή μικρών κβαντικών τσιπ και στιβαρή.
Η πηγή φωτός παρήγαγε ζεύγη κβαντικών συνδεδεμένων, μπερδεμένων σωματιδίων φωτός που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά πληροφοριών.
Σε σύγκριση με τις υπάρχουσες πηγές κβαντικού φωτός που βασίζονται σε υλικά όπως το νιτρίδιο του πυριτίου και το φωσφίδιο του ινδίου, η νέα συσκευή έχει πολύ μεγαλύτερο εύρος μήκους κύματος και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή άλλων βασικών στοιχείων ενός κβαντικού κυκλώματος, ανέφεραν οι ερευνητές στο περιοδικό Physical Review Letters. τον προηγούμενο μήνα.
«Δείχνουμε ότι το νιτρίδιο του γαλλίου είναι μια καλή πλατφόρμα κβαντικού υλικού για φωτονικές κβαντικές πληροφορίες, όπου η παραγωγή κβαντικού φωτός είναι ζωτικής σημασίας», δήλωσε στο Physics Magazine ο επικεφαλής συγγραφέας Zhou Qiang του UESTC.
«Η πλατφόρμα νιτριδίου του γαλλίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για την πρόοδο των κβαντικών φωτονικών τσιπ στο εγγύς μέλλον».
Ο ειδικός στην κβαντική οπτική Thomas Walther, του Τεχνικού Πανεπιστημίου του Darmstadt στη Γερμανία, είπε στο Physics Magazine ότι η εργασία είναι «ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός», επειδή θα μπορούσε να μειώσει το κόστος παραγωγής τέτοιων συστημάτων και να τα καταστήσει πολύ πιο συμπαγή και ανθεκτικά από τα σημερινά. .
Στο πείραμά τους, ο Zhou και οι συνάδελφοί του ανέπτυξαν πρώτα ένα λεπτό φιλμ GaN σε ένα στρώμα ζαφείρι. Στη συνέχεια χάραξαν έναν δακτύλιο στο φιλμ διαμέτρου 120 μικρομέτρων, επιτρέποντας στα σωματίδια φωτός από τις ακτίνες λέιζερ να ταξιδέψουν γύρω από τον δακτύλιο.
Όταν οι ερευνητές τροφοδοτούσαν υπέρυθρο φως λέιζερ στο φιλμ GaN, ορισμένα σωματίδια φωτός παγιδεύτηκαν και έγιναν «συντονισμένα» ανά ζεύγη.
Χάρη σε ένα φαινόμενο γνωστό ως αυθόρμητη ανάμειξη τεσσάρων κυμάτων, ορισμένα συντονισμένα ζεύγη δημιούργησαν ένα νέο ζεύγος σωματιδίων φωτός που μπλέχτηκαν μεταξύ τους.
Ο βαθμός εμπλοκής που παρήχθη από τον δακτύλιο GaN ήταν "συγκρίσιμος" με το επίπεδο που μετρήθηκε για άλλες πηγές κβαντικού φωτός, εξήγησε ο Zhou στο περιοδικό Physics. τη νέα συσκευή.
«Παρέχοντας περισσότερους πόρους μήκους κύματος, θα είμαστε σε θέση να καλύψουμε τις ανάγκες περισσότερων χρηστών που ελπίζουν να έχουν πρόσβαση σε ένα κβαντικό δίκτυο σε διαφορετικά μήκη κύματος», δήλωσε ο Zhou στην Science and Technology Daily την Πέμπτη.
Εκτός από την κβαντική πηγή φωτός, το GaN είναι επίσης ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για την κατασκευή άλλων εξαρτημάτων ενός κβαντικού κυκλώματος, συμπεριλαμβανομένων του λέιζερ αντλίας και των ανιχνευτών σωματιδίων φωτός, σύμφωνα με την ομάδα.
«Η πλατφόρμα GaN είναι πολλά υποσχόμενη για την υλοποίηση κβαντικών φωτονικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων all-on-chip σε σύγκριση με τις υπάρχουσες πλατφόρμες», είπαν.
Ελπίζουμε ότι αυτή η νέα μορφή κβαντικού φωτός και κυκλώματος θα μπορέσει επίσης να ξεπεράσει το μεγάλο πρόβλημα που, μέχρι στιγμής, επιβραδύνει, αν όχι ακυρώνει, την πρόοδο του κβαντικού υπολογισμού, δηλαδή τον «θόρυβο» , δηλαδή την εξαιρετική ευαισθησία σε οποιοδήποτε περιβαλλοντικές διακυμάνσεις, όπως, για παράδειγμα, διαταραχές που προκαλούνται από φωτόνια ή θερμότητα, οι οποίες μπορούν να διαταράξουν, ή ακόμη και να ακυρώσουν, την υπολογιστική ικανότητα των κβάντων.
Χάρη στο κανάλι μας στο Telegram, μπορείτε να ενημερώνεστε για τη δημοσίευση νέων άρθρων Οικονομικών Σεναρίων.
Το άρθρο Κινέζοι επιστήμονες που κατασκευάζουν ένα νέο κβαντικό τσιπ από έναν κοινό ημιαγωγό προέρχεται από Οικονομικά Σενάρια .
Αυτή είναι μια αυτόματη μετάφραση μιας ανάρτησης που δημοσιεύτηκε στο Scenari Economici στη διεύθυνση URL https://scenarieconomici.it/scienziati-cinesi-realizzano-un-nuovo-chip-quantistico-da-un-semiconduttore-comune/ στις Thu, 25 Apr 2024 06:00:52 +0000.