La luce è una delle possibilità per creare un computer quantistico. I singoli fotoni e atomi funzionano sulla scala della fisica quantistica e gli scienziati hanno imparato a gestirlo. Un'altra cosa è che un moderno computer quantistico ottico è una configurazione piuttosto grande con laser, specchi, lenti e molto altro. La miniaturizzazione di questa economia è difficile, ma gli scienziati degli Stati Uniti hanno fatto un passo significativo in questa direzione.
I ricercatori dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign hanno proposto un isolatore ottico su un chip, riducendo notevolmente le dimensioni di questo elemento rispetto ai dispositivi esistenti. Un isolatore ottico impedisce alla luce di propagarsi nella direzione opposta, che di solito si verifica in qualsiasi ambiente per il trasporto di fotoni. Le installazioni su larga scala di solito utilizzano isolatori magneto-ottici, ma il chip e i forti campi magnetici sono cose incompatibili. O l'uno o l'altro.
Scienziati dell'Illinois hanno trovato un modo per aggirare il problema della miniaturizzazione e allo stesso tempo garantire il funzionamento di un isolatore ottico. Per fare ciò, hanno proposto di utilizzare le onde sonore, che in precedenza erano state viste in azione diretta sui fotoni.
Lo schema di un isolatore ottico per un chip proposto dai ricercatori si presenta come un risonatore sonoro ad anello (ovale in figura), a cui vengono alimentate le guide d'onda ottiche. La luce (fotoni) emessa dal laser passa attraverso la regione del risonatore e si sposta. Si è scoperto che con un tale schema, solo uno su 10 mila fotoni viene riflesso attraverso la fibra. I fotoni non vengono assorbiti o riflessi, ma semplicemente viaggiano più lontano, rendendo la soluzione un elemento potenzialmente chiave per l'ulteriore miniaturizzazione dei processori ottici quantistici. Inoltre, il risonatore può essere progettato per trasmettere una lunghezza d'onda della luce strettamente specificata, il che apre la possibilità di mettere a punto il chip in fase di fabbricazione.
“La facilità di fabbricazione è fondamentale: con il nostro approccio, puoi stampare isolatori ottici che funzionano bene per qualsiasi lunghezza d'onda desiderata, tutto su un chip allo stesso tempo. Non è possibile con altri approcci ", ha affermato il coautore dello studio Ogulkan Orsel, uno studente laureato presso il Dipartimento di ingegneria elettrica dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign.
2021-10-26 13:13:35
Autore: Vitalii Babkin