NP: Создана фотонная решетка, способная манипулировать квантовыми состояниями

Синтетическую фотонную решетку, которая может генерировать и контролировать квантовые состояния света, создали ученые из Национального института научных исследований, INRS.

Это открытие может быть полезно в различных областях: от квантовых вычислений до безопасной квантовой связи.

Исследование под руководством профессора Роберто Морандотти открывает путь к новым решениям для обработки квантовой информации.

Ученые разработали новый метод управления фотонными состояниями света, который обеспечивает более точный контроль над распространением фотонов. Это позволяет улучшить обнаружение и количество совпадений фотонов, а также повысить эффективность системы.

Неожиданные свойства

Исследовательская группа работает над концепцией квантовых прогулок.

Квантовые ходы увеличивают скорость и сложность компьютерных алгоритмов, что способствовало развитию области квантовых вычислений около 20 лет назад, — рассказал профессор Роберто Морандотти, чья лаборатория находится в Исследовательском центре INRS Énergie Matériaux Télécommunications.

Стефания Сциара, пост-док в команде профессора Морандотти и соавтор исследования, добавила, что они также работают над синтетическими фотонными сетями. Это позволяет изучать квантовые явления на фундаментальном уровне и применять их в квантовых технологиях.

Ученые уже знали о возможностях таких решеток для моделирования эффектов, таких как симметрия четности-времени, сверхтекучесть света и топологические структуры. Однако они использовали обычные технологии.

Роберто Морандотти и его команда создали синтетическую фотонную решетку, которая работает с квантовыми состояниями. Они генерируют и манипулируют фотонами, используя концепцию квантовых прогулок в простых волоконных системах.

Наша команда нашла способ использовать синтетические фотонные решетки для обработки квантовой информации. Система основана на запутанных высокоразмерных фотонах, которые находятся в разных временных состояниях.

Система не требует больших ресурсов, так как состоит из оптоволоконных устройств, совместимых с обычными телекоммуникационными инфраструктурами.

Инновационная техника с широким спектром применения

Этот прорыв позволит использовать синтетические фотонные решетки, упрощенные с помощью квантовых шагов, для обработки информации.

Подход имеет два преимущества, — говорит Роберто Морандотти.

Он позволяет лучше контролировать эволюцию квантовых ходов и дает возможность одновременно управлять классическим светом и запутанными фотонами. Это открытие позволит создать множество новых квантовых вычислительных систем и информационных протоколов, совместимых с микропроцессорами.

Результаты исследования могут быть полезны для нескольких областей фундаментальной физики, связанных с квантовой обработкой информации.

Стефания Сциара отмечает, что система основана на волоконно-оптических устройствах и может быть объединена с существующими телекоммуникационными инфраструктурами.

Это доказывает возможность создания высокопроизводительных квантовых систем с использованием доступных устройств, технологий и инфраструктур. Также это демонстрирует возможность использования квантовых сетей для безопасной передачи персональных данных.

Результаты опубликованы в журнале Nature Photonics.

Иллюстрация: нейросеть

17.10.2024