En un potencial impulso para la computación y la comunicación cuánticas, una colaboración de investigación europea informó sobre un nuevo método para controlar y manipular fotones individuales sin generar calor. La solución hace posible integrar interruptores ópticos y detectores de fotones únicos en un solo chip.
Publicando en Comunicaciones de la naturaleza , el equipo informó haber desarrollado un interruptor óptico que se reconfigura con movimiento mecánico microscópico en lugar de calor, lo que hace que el interruptor sea compatible con detectores de fotón único sensibles al calor.
Los interruptores ópticos que se utilizan hoy en día funcionan calentando localmente las guías de luz dentro de un chip semiconductor. "Este enfoque no funciona para la óptica cuántica", dice el coautor Samuel Gyger, estudiante de doctorado en el KTH Royal Institute of Technology en Estocolmo.
"Debido a que queremos detectar cada fotón, usamos detectores cuánticos que funcionan midiendo el calor que genera un solo fotón cuando es absorbido por un material superconductor", dice Gyger. "Si usamos interruptores tradicionales, nuestros detectores serán inundados porcalor, y por lo tanto no funciona en absoluto ".
El nuevo método permite el control de fotones individuales sin la desventaja de calentar un chip semiconductor y, por lo tanto, inutilizar los detectores de fotones individuales, dice Carlos Errando Herranz, quien concibió la idea de investigación y dirigió el trabajo en KTH como parte de European Quantum.Proyecto insignia, S2QUIP.
Utilizando la activación microelectromecánica MEMS, la solución permite la conmutación óptica y la detección de fotones en un solo chip semiconductor mientras mantiene las bajas temperaturas requeridas por los detectores de un solo fotón.
"Nuestra tecnología ayudará a conectar todos los componentes básicos necesarios para los circuitos ópticos integrados para las tecnologías cuánticas", dice Errando Herranz.
"Las tecnologías cuánticas permitirán el cifrado seguro de mensajes y métodos de computación que resuelvan los problemas que las computadoras de hoy no pueden", dice. "Y proporcionarán herramientas de simulación que nos permitirán comprender las leyes fundamentales de la naturaleza, que pueden conducir a nuevos materiales y medicamentos. "
El grupo seguirá desarrollando la tecnología para hacerla compatible con la electrónica típica, lo que implicará reducir los voltajes utilizados en la configuración experimental.
Errando Herranz dice que el grupo tiene como objetivo integrar el proceso de fabricación en fundiciones de semiconductores que ya fabrican ópticas en chip, un paso necesario para hacer circuitos ópticos cuánticos lo suficientemente grandes como para cumplir algunas de las promesas de las tecnologías cuánticas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por KTH, Real Instituto de Tecnología . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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