Ученым удалось поместить все компоненты источника одиночных фотонов в единую интегральную схему. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на Ганноверский университет имени Лейбница.
Генераторы, способные испускать свет в виде отдельных фотонов, необходимы во множестве опытов в области фундаментальной физики и для работы многих квантовых технологий. В том числе, они нужны для создания квантовых компьютеров, шифраторов и систем связи. В последние десятилетия инженеры смогли наладить выпуск таких устройств, но им требуется внешний источник лазерного излучения, отличающийся крупными габаритами. Из-за этого однофотонные генераторы невозможно было сделать частью микрочипов и использовать как, например, в ячейках квантовой памяти.
Михаэль Кус и его коллеги смогли создать такой чип, использовав миниатюрный лазер на базе фосфида индия. Этот материал пробовали применять и раньше, но получившиеся в результате лазерами отличались крайне низким КПД. Авторы смогли решить эту проблему, подключив лазер на базе фосфида индия к фильтру-резонатору на базе нитрида кремния, который мешал «побегу» частиц света и отсеивал фотоны с неоптимальными свойствами.
Ученые изготовили несколько устройств и убедились в том, что они действительно способны вырабатывать потоки одиночных частиц света и при этом чипы тратили на это минимальные количества энергии. Эти прототипы профессор Кус и его коллеги использовали для создания фотонных кубитов и кутритов, многоуровневых квантовых ячеек памяти. Последующие вычислительные операции с ними подтвердили высокое качество работы новых источников одиночных фотонов.
Авторы надеются, что в будущем на основе их технологии можно будет создать квантовый компьютеров из «однофотонных» чипов.
Ранее химики предложили способ удвоить эффективность солнечных батарей ультратонким материалом.