13news
Опубликовано: 18:51, 15 январь 2025
Новости видеоигр и технологий

Новое квантовое устройство использует кристаллические слои для генерации запутанных фотонов

Новое квантовое устройство использует кристаллические слои для генерации запутанных фотонов


Исследователи по всему миру уже много лет гонятся за идеей квантовой запутанности в устройстве.


Эта концепция, которую часто называют «жутким действием на расстоянии», возникает, когда две частицы оказываются связанными друг с другом настолько сильно, что изменение состояния одной из них мгновенно меняет состояние другой - даже если они находятся за тысячи километров друг от друга. 


Впервые ученые обсудили эту идею еще в 1935 году, и она вызвала страстные споры в физическом сообществе.


Самая большая проблема для квантовых устройств

Классические методы исследования показывали, что для генерации запутанных фотонов часто требовались большие кристаллы и огромное количество энергии. Маленькие, более эффективные системы долгое время оставались своего рода святым Граалем для инженеров квантовых устройств. 


Многие считали, что более легкий и компактный подход может стать реальным шансом для квантовых телекоммуникаций и вычислений.


Однако проблемы с разработкой продолжали расти, и специалисты изо всех сил пытались уменьшить необходимые компоненты настолько, чтобы они поместились на чипе.


P. Джеймс Шак, доцент кафедры машиностроения в Колумбийском инженерном университете, помог направить новые усилия на преодоление этих препятствий.


Он и его коллеги создали новый источник запутанной пары фотонов, который эффективнее предыдущих моделей и при этом занимает гораздо меньше места. 


Их работа, опубликованная в журнале Nature Photonics, демонстрирует метод, позволяющий снизить энергопотребление и втиснуть все в устройство толщиной всего 3,4 микрометра.


Более пристальный взгляд на ван-дер-ваальсовы материалы

Прорывное квантовое устройство основано на стопке из шести ультратонких кристаллов, изготовленных из дисульфида молибдена. Исследователи поворачивали каждый кусочек на 180 градусов по отношению к слою, расположенному выше и ниже. 


Они использовали подход, называемый квазифазовым согласованием, который изменяет свойства света таким образом, что позволяет создавать парные фотоны. 


Ученые уже давно используют квазифазовое согласование, но обращение к ван-дер-ваальсовым полупроводникам для этого процесса было смелым шагом, поскольку эти материалы способны вместить впечатляющие оптические возможности в чрезвычайно узкое пространство.


Подавление интерференции в крошечных слоях

Периодическое переворачивание каждого кристаллического среза решает классическую проблему интерференции.


Когда световые волны движутся в одинаковых направлениях в определенных материалах, они начинают отменять друг друга, что ограничивает производительность.


Этот трюк с периодическим переворачиванием позволяет сдерживать волны и сохранять нужные сигналы. 


«Эта работа представляет собой воплощение давно поставленной цели - соединить макроскопическую и микроскопическую нелинейную и квантовую оптику», - говорит Шак.



Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Обсудить (0)
Читайте также:
Квантовые туннели позволяют частицам преодолевать барьер световых скоростей
Квантовые туннели позволяют частицам преодолевать барьер световых скоростей
19.05.24, Новости науки и космоса / news
Новый дизайн квантовых компьютеров делает их более "полезными"
Новый дизайн квантовых компьютеров делает их более "полезными"
15.02.24, Новости науки и космоса
Компания IBM объявила о разработке 127-килобитного квантового процессора
Компания IBM объявила о разработке 127-килобитного квантового процессора
16.11.21, Новости видеоигр и технологий / news
Создание квантовых компьютеров стало проще благодаря новой технике
Создание квантовых компьютеров стало проще благодаря новой технике
15.06.24, Новости науки и космоса
Феномен «отрицательного времени» наблюдается в новых квантовых экспериментах
Феномен «отрицательного времени» наблюдается в новых квантовых экспериментах
23.12.24, Новости науки и космоса
Квантовый компьютер может мгновенно выполнить задачу, которая обычно занимает 47 лет
Квантовый компьютер может мгновенно выполнить задачу, которая обычно занимает 47 лет
03.07.23, Новости науки и космоса / news
Группа физиков уверена в существование души после смерти тела
Группа физиков уверена в существование души после смерти тела
22.01.20, Новости науки и космоса
Ряд учёных заявили, что нашей Вселенной не существует
Ряд учёных заявили, что нашей Вселенной не существует
23.08.18, Паранормальные новости / Новости науки и космоса

redvid esle