La lumière est l'une des possibilités de créer un ordinateur quantique. Les photons uniques et les atomes fonctionnent à l'échelle de la physique quantique, et les scientifiques ont appris à les gérer. Une autre chose est qu'un ordinateur quantique optique moderne est une configuration assez grande avec des lasers, des miroirs, des lentilles et bien plus encore. La miniaturisation de cette économie est difficile, mais des scientifiques des États-Unis ont fait un pas important dans cette direction.
Des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont proposé un isolateur optique sur puce, réduisant considérablement la taille de cet élément par rapport aux dispositifs existants. Un isolateur optique empêche la lumière de se propager dans la direction opposée, ce qui se produit généralement dans tout environnement de transport de photons. Les installations à grande échelle utilisent généralement des isolateurs magnéto-optiques, mais la puce et les champs magnétiques puissants sont des choses incompatibles. L'un ou l'autre.
Des scientifiques de l'Illinois ont trouvé un moyen de contourner le problème de la miniaturisation et en même temps d'assurer le fonctionnement d'un isolateur optique. Pour ce faire, ils ont proposé d'utiliser des ondes sonores, qui étaient auparavant vues en action directe sur les photons.
Le schéma d'un isolateur optique pour puce proposé par les chercheurs ressemble à un résonateur sonore en anneau (ovale sur la figure), auquel sont alimentés des guides d'ondes optiques. La lumière (photons) émise par le laser traverse la région du résonateur et continue. Il s'est avéré qu'avec un tel schéma, seul un photon sur 10 000 est réfléchi à travers la fibre. Les photons ne sont ni absorbés ni réfléchis, mais se déplacent simplement plus loin, faisant de la solution un élément potentiellement clé pour la miniaturisation ultérieure des processeurs optiques quantiques. De plus, le résonateur peut être conçu pour transmettre une longueur d'onde de lumière strictement spécifiée, ce qui ouvre la possibilité d'affiner la puce au stade de la fabrication.
« La facilité de fabrication est la clé - avec notre approche, vous pouvez imprimer des isolateurs optiques qui fonctionnent bien pour la longueur d'onde de votre choix, le tout sur une seule puce en même temps. Ce n'est tout simplement pas possible avec d'autres approches », a déclaré le co-auteur de l'étude Ogulkan Orsel, étudiant diplômé du département de génie électrique de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign.
2021-10-26 13:13:35
Auteur: Vitalii Babkin