中国の研究者らは、世界で初めて一般的な半導体を使用して量子光源を作成する量子チップの構築に向けて一歩を踏み出した。
量子チップは、従来の電子ベースのコンピューティングよりも複雑な問題を指数関数的に速く解決できる可能性を秘めていますが、科学者たちは集積回路に必要なコンポーネントを構築するのに苦労しています。
中国のチームは、青色発光ダイオードで数十年にわたって使用されてきた半導体窒化ガリウム（GaN）を使用して、そのようなコンポーネントの1つである量子光源を作成したと主張した。
中国電子科学技術大学（UESTC）、清華大学、上海マイクロシステム情報技術研究所のチームによると、このデバイスには小型で堅牢な量子チップを構築するための「かなりの可能性」があるという。
光源は、情報を運ぶために使用できる、量子的に接続され、もつれ合った光粒子のペアを生成しました。
窒化ケイ素やリン化インジウムなどの材料をベースにした既存の量子光源と比較して、この新しいデバイスは波長範囲がはるかに広く、量子回路の他の主要コンポーネントの構築に使用できる可能性があると研究者らがフィジカル・レビュー・レターズ誌に報告した。先月。
「私たちは窒化ガリウムが、量子光の生成が重要な光量子情報のための優れた量子材料プラットフォームであることを実証しました」と筆頭著者であるUESTCのZhou Qiang氏はPhysics Magazineに語った。
「窒化ガリウムプラットフォームは、近い将来の量子フォトニックチップの進歩に有望な見通しを提供します。」
ドイツのダルムシュタット工科大学の量子光学専門家トーマス・ワルサー氏は、この研究は「重要な前進」であると物理誌に語った。なぜなら、このようなシステムの製造コストを削減し、現在のシステムよりもはるかにコンパクトで堅牢なものにすることができるからである。 。
実験では、周氏らはまずサファイア層上にGaNの薄膜を成長させた。次に、フィルムに直径 120 マイクロメートルのリングをエッチングし、レーザー ビームからの光の粒子がリングの周りを伝わるようにしました。
研究者らが赤外線レーザー光をGaN膜に照射すると、一部の光粒子が捕捉され、ペアで「共鳴」するようになった。
自発四光波混合として知られる効果のおかげで、いくつかの共鳴ペアは、互いに絡み合う新しい光粒子ペアを生成しました。
GaNリングによって生成されるもつれの程度は、他の量子光源で測定されたレベルに「匹敵する」ものであり、出力波長の範囲も、この材料の100ナノメートルよりも前の25.6ナノメートルから広がったとZhou氏は物理学誌に説明した。新しいデバイス。
「より多くの波長リソースを提供することで、さまざまな波長で量子ネットワークにアクセスしたいと願うより多くのユーザーのニーズに応えることができるでしょう」と周氏は木曜科技日報に語った。
研究チームによれば、量子光源に加えて、GaNはポンプレーザーや光粒子検出器など、量子回路の他のコンポーネントの製造にも有望な材料だという。
「GaNプラットフォームは、既存のプラットフォームと比較して、オールオンチップの量子フォトニック集積回路の実現において非常に有望である」と彼らは述べた。
私たちは、この新しい形式の量子光と回路が、これまでのところ、量子計算の進歩を打ち消すまでではないにしても、遅らせている大きな問題、 すなわち「ノイズ」 、つまりあらゆるものに対する極度の感度も克服できることを期待しています。環境変動 、たとえば光子や熱によって引き起こされる擾乱など、量子の計算能力を妨害したり、打ち消したりする可能性があります。
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中国の科学者が一般的な半導体から新しい量子チップを作るという記事は、 Economic Scenariosからのものです。
これは、Thu, 25 Apr 2024 06:00:52 +0000 の https://scenarieconomici.it/scienziati-cinesi-realizzano-un-nuovo-chip-quantistico-da-un-semiconduttore-comune/ で Scenari Economici に公開された記事の自動翻訳です。