KTH: Nytt fotoniskt chip kan bana väg för tåligare kvantkomponenter
Forskare vid KTH har utvecklat ett programmerbart fotoniskt chip som kan identifiera topologiska egenskaper i optiska system även när de påverkas av energiförluster. Metoden kan bidra till utvecklingen av mer tillförlitliga optiska komponenter och framtida kvantteknik.
I optiska fibrer, chip och andra ljusledande komponenter kan defekter och störningar påverka hur ljuset rör sig genom systemet. Genom att identifiera så kallade topologiska egenskaper kan forskarna undersöka vilka egenskaper hos vågrörelser som förblir stabila trots förändringar och störningar.
Det programmerbara chippet har utvecklats av forskare vid KTH och förväntan är att den nya upptäckten ska påskynda utvecklingen av ny elektronik och optiska teknologier.
Chippet har kunnat skilja mellan topologiska tillstånd och vanliga tillstånd samt identifiera en så kallad exceptionell punkt, där ett system med energiförluster uppvisar särskilda egenskaper.
– I den verkliga världen förlorar alla system energi. Därför behöver vi metoder för att studera dessa egenskaper under realistiska förhållanden, säger Andrea Cataldo, doktorand vid KTH och studiens huvudförfattare, i ett pressmeddelande.
Kan bidra till framtida kvantkomponenter
För att upptäcka de topologiska egenskaperna använder forskarna ett matematiskt tillvägagångssätt som gör det möjligt att undersöka ett system med energiförluster utan att själva ljussignalen går förlorad i chippet. Därefter jämförs ljuset med referensstrålar för att identifiera egenskaper som annars kan vara svåra att upptäcka.
Chippet kan programmeras om för att testa olika scenarier i samma komponent. Det kan göra det enklare att undersöka hur optiska system påverkas av defekter och energiförluster.
Metoden kan även få betydelse för utvecklingen av kvantkomponenter som behöver fungera tillförlitligt trots brus och störningar.
Studien, Interferometric readout of momentum-space topology in a programmable dissipative photonic circuit, ska publiceras i den vetenskapliga tidskriften Physical Review Letters.
