Yksittäisten fotonien ilmaisu luo kvanttietua

05.03.2021

KTH-lampovapaa-optinen-kytkin-300-t.jpgKvanttilaskennan ja -viestinnän potentiaalisena vauhdittamiseksi eurooppalainen tutkimusyhteistyö raportoi uudesta menetelmästä yksittäisten fotonien hallitsemiseksi ja manipuloimiseksi lämpöä tuottamatta. Ratkaisun avulla voidaan integroida optiset kytkimet ja yhden fotonin ilmaisimet samaan siruun.

Tutkijatiimi on kehittänyt optisen kytkimen, jota konfiguroidaan mikroskooppisella mekaanisella liikkeellä eikä lämmöllä, mikä tekee kytkimestä yhteensopivan lämpöherkkien yksifotonidetektorien kanssa.

Nykyään käytössä olevat optiset kytkimet toimivat lämmittämällä paikallisesti valo-ohjaimia puolijohdesirun sisällä. "Tämä lähestymistapa ei toimi kvanttioptiikan kohdalla", kertoo tohtorikoulutettava Samuel Gyger, Tukholman KTH:n kuninkaallisessa teknillisestä instituutista.

"Koska haluamme havaita jokaisen yksittäisen fotonin, käytämme kvanttitunnistimia, jotka toimivat mittaamalla yksittäisen fotonin tuottaman lämmön kun suprajohtava materiaali sen absorboi", Gyger sanoo. "Jos käytämme perinteisiä kytkimiä, ilmaisimiin tulvii lämpöä, eivätkä ne sitten toimi."

Mikroelektromekaanista (MEMS) toimintaa käyttäen ratkaisu mahdollistaa optisen kytkennän ja fotonien havaitsemisen yhdellä puolijohdesirulla pitäen samalla yksittäisten fotonien ilmaisimien edellyttämät kylmät lämpötilat.

"Teknologiamme auttaa yhdistämään kaikki kvanttiteknologioiden integroitujen optisten piirien edellyttämät rakennuspalikat", kertoo tutkimusidean kehittänyt Errando Herranz.

Tutkijoiden mukaan ratkaisu mahdollistaa lämpökuormittamattoman uudelleen konfiguroitavan lineaarisen optiikan ja adaptiivisen ohjauksen, jotka ovat kriittisiä kvanttitilan valmistelulle ja kvanttilogiikalle laajamittaisessa kvanttifotoniikan sovelluksissa.

Ensimmäinen kvanttietu Euroopassa!

Nyt myös Euroopassa on ylletty kvanttiedun osoitukseen sillä CNRS (Center national de la recherche scientifique) osoitti kokeellisesti erään laskennallisen edun klassiseen koneeseen nähden!

CNRS raportoi Nature Communications -lehdessä 8. helmikuuta 2021: Experimental demonstration of quantum advantage for NP verification with limited information.

CNRS:n tutkimusjohtaja Eleni Diamanti kommentoi: "Algoritmiemme kvanttiedun käytännön osoittamiseksi tarvitsimme yksinkertaisesti käytettävän, mutta erittäin vakaan fotonijärjestelmän, joka sisälsi kaksi telekommunikaatioaallonpituuden ID230 yksifotonista detektoria. SPAD-pohjaiset moduulit tarjoavat erittäin matalan pimeän laskentanopeuden suhteellisen korkealla havaintotehokkuudella. Tunnistustapahtumat oli sitten helposti käsitelävissä validointia varten."

Aiheesta aiemmin:

Fotoni kerrallaan huonelämpötilassa

Kvanttietu osoitettu huoneenlämmössä

21.04.2021Fotoninen MEMS-kytkin kaupallistuu
20.04.2021Kaksiulotteista suprajohtavuutta kolmiulotteisessa suprajohteessa
19.04.2021Valoa läpi kannon ja kiven
16.04.2021Grafeeni ja terahertsit
15.04.2021Eksotiikkaa maagisen kulman grafeenissa
14.04.2021Uusi näkemys akkumateriaalin roolista
13.04.2021Alumiinianodi tarjoaa kestävän vaihtoehdon
12.04.2021Maailman nopein spintroninen p-bitti
09.04.2021Kohti atomipohjaista radioviestintää
08.04.2021Antiferromagneettinen läpimurto
07.04.2021Metapinnat manipuloivat
06.04.2021Lupauksia kvanttilaskennasta
02.04.2021Yleiskäyttöinen muistitekniikka realisoitumassa
01.04.2021Seuraavan sukupolven litiumakkuja
31.03.2021Uusia näkökulmia aurinkokennoihin
30.03.2021Nanotekniikkaa tehotransistoriin
29.03.2021Lisää puhtia nanofotoniikalle
26.03.2021Sähköisesti pehmennettyä nanopaperia
25.03.2021Magnetismi kohtaa topologian suprajohtimen pinnalla
24.03.2021Rakenneakuista enemmän energiaa
23.03.2021Kohti kvanttimaista tiedonsiirtoa
22.03.2021Kommunikointia kasvien kanssa
19.03.2021Toshiban optimointitekniikka haastaa kvanttilaskennan
18.03.2021Tehokkaiden katalyyttien salaisuuksia
17.03.2021Sähköä puusta
16.03.2021Tehokkaita ledejä perovskiitistä
15.03.2021Tietojenkäsittelyn tehonkulutuksen alarajalle
12.03.2021Haaroittuva muisti mullistaa tekoälyn
11.03.2021Ioneista käyttövoimaa droneille ja biosiruille
10.03.2021Sirutason kiihtyvyysmittaus vailla vertaa
09.03.2021Fotonista twistausta ja vyörytystä
08.03.2021Synkronivalolähteitä EUV-litografiaan
05.03.2021Yksittäisten fotonien ilmaisu luo kvanttietua
04.03.2021Vetyä ja ammoniakkia
03.03.2021Kierteinen valo vapauttaa tiedonsiirtoa
02.03.2021Kvanttiprosessori puolijohdetekniikalla
01.03.2021Analogialaskentaa verkon reunalle
26.02.2021Kaksi kubittia ja kvanttifysiikka uusiksi
25.02.2021Nanolangasta suprajohtava transistori
24.02.2021Suunnitelma vikasietoisille kubiteille
23.02.2021Kaksiulotteiset uusiin ulottuvuuksiin
22.02.2021Nopea vaihto puolijohde- ja metallitilojen välillä
19.02.2021Magneettien manipulointia atomien tasolla
18.02.2021Puettava energiakeräin muuttaa kehon akuksi
17.02.2021Magnetismin ja ferrosähkön kierteitä grafeenissa
16.02.2021Metapinta tehostaa aurinkokennoa
15.02.2021Kvanttilaskentaa viritellen
15.02.2021Tunteiden tunnistamista langattomilla signaaleilla
11.02.2021Fotoninen DA-muunninsiru
10.02.2021Kvanttitunnelointi grafeenissa terahertsi-ilmaisimena
09.02.2021Vetyä suoraan merivedestä
08.02.2021Viritettävää suprajohtavuutta
05.02.2021Ensimmäiset askeleet kohti kvantti-aivoja
04.02.2021Biohajoavia näyttöjä ja älykkäitä piilolinssejä
03.02.2021Edistynyt mittaustekniikka tuleville puolijohteille
02.02.2021Nopeita ja likvidejä neuroverkkoja
01.02.2021Uusi rakettimoottorin konsepti
29.01.2021Jakeluverkon sähkövarasto viidenneksen hinnalla
28.01.2021Datan tallentaminen valolla
27.01.2021Topologisia ilmiöitä tutkien
26.01.2021Erittäin herkkä biohybridinen hajuanturi
25.01.2021Katalyyttiä atomikerroksittain säätäen
22.01.2021Nano-ohutta energiankeruuta
21.01.2021Metallista perovskiittiä
20.01.2021Tutkijat kesyttävät fotoni-magnoni -vuorovaikutuksen
19.01.2021Transistoreita kutistaen
18.01.2021Sinistä valoa perovskiittiledeistä
15.01.2021Uusi nanorakenteinen yhdiste anodille
14.01.2021Fyysikot luovat aikakäänteisiä optisia aaltoja
13.01.2021Kubitteja ohjaten
12.01.2021Pullisteleva perovskiitti
11.01.2021Venytettyä timanttia elektroniikalle
08.01.2021Metapinnoilla langattomat terahertsialueille
07.01.2021Hybridi superkonkka ja hapekas litiumilma-akku
06.01.2021Mikroskannerin peilit korvaavat ihmisen näön
05.01.2021Sirulle integroitavia ledejä
04.01.2021Teollisesti valmistettavia kubitteja
02.01.2021Elektroninen ameba
31.12.2020Aivojakin tehokkaampaa synapsitekniikkaa
30.12.2020Kvanttirajaa lähestyvä kemiallinen tunnistussiru
29.12.2020Kohti analogista spintroniikkaa
28.12.2020Tapa rikkoa sähkömagnetiikan vastavuoroisuuslaki
23.12.2020Kvanttifotoninen prosessori
21.12.2020Kovahiilestä anodimateriaali natrium-ioni akulle
19.12.2020Kohti topologisia kubitteja
18.12.2020Anioneita ja protoneita
17.12.2020Atomin ohut transistori puolittaa muutosjännitteen
16.12.2020Ruosteista tiedonsiirtoa
15.12.2020Sähköistä spinin ohjausta
14.12.2020Lämmönjohtavuus ja tunnelointi
11.12.2020Kvanttietu osoitettu huoneenlämmössä
10.12.2020Neutriinoistako uusin energiatekniikka?
09.12.2020Parannusta metanolipolttokennoille
08.12.2020Tehokkaampaa IoT-anturointia
07.12.2020Uusi mahdollisuus magnesiumakuille
04.12.2020Makea kvanttipiste kubiteille löytyi
03.12.2020Tehokkaampi lämpösähköinen materiaali
02.12.2020Spintronista muistia vääntäen
01.12.2020Hybridi- ja superkondensaattoreita
30.11.2020Perovskiitistä aurinkokennoja nopeasti

Näytä lisää »