Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
© kth Komponenter | 04 september 2017

Ett steg närmare kvantoptiska kretsar

En forskargrupp inom kvantnanofotonik pÄ Kungliga Tekniska högskolan (KTH) har lyckats ta fram en ny metod som enligt forskarna innebÀr ett betydande steg pÄ vÀgen mot att möjliggöra kvantdataberÀkningar pÄ ett kiselbaserat hybridchip bestÄende av III-V-halvledare med nanotrÄdsbaserade kvantemitterare och optiska kretsar i kisel.
Forskargruppen vid KTH har lyckats skapa byggstenarna till ett hybridchip för kvantdataberÀkningar genom att integrera sÄ kallade kvantprickar i III-V-material med kiselbaserade fotoniska chip. De har lyckats generera och filtrera enstaka fotoner pÄ chipet utan att anvÀnda nÄgra externa komponenter. Resultaten presenteras nu i en artikel i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications.

Idag finns det det mÄnga problem kvar som behöver lösas för att kunna utveckla effektiva integrerade kvantkretsar. Forskargruppen Quantum Nano Photonics pÄ KTH, som leds av professor Val Zwiller, sÀger sig nu ha övervunnit mÄnga av dessa utmaningar.

– Tidigare har det varit extremt svĂ„rt att isolera kvantprickar och placera dem i en anvĂ€ndbar krets eftersom de uppstĂ„r slumpmĂ€ssigt utan att man har kontroll över deras egenskaper och deras position i kretsen. Dessutom Ă€r det svĂ„rt att generera enstaka fotoner pĂ„ ett chip utan att anvĂ€nda extern filtrering för att ta bort alla oönskade signaler frĂ„n kvantemitterarna (d.v.s. kĂ€llor som avger enstaka fotoner varje gĂ„ng de skickar kvantenergi), sĂ€ger Ali Elshaari, forskare vid KTH och en av medförfattarna till artikeln.

Forskargruppen har anvĂ€nt en ny nanomanipuleringsteknik för att överföra utvalda, förkategoriserade, enstaka fotonemitterare i nanotrĂ„dar till ett kiselbaserat chip. DĂ€refter har de byggt en integrerad optisk krets dĂ€r man filtrerar enstaka fotoner och multiplexar dem. Det senare innebĂ€r att man anvĂ€nder multipla kvantprickar för att generera ljus i olika ”fĂ€rger” som kan anvĂ€ndas för att koda olika information pĂ„ samma chip.

– För att kunna Ă„stadkomma en fungerande kvantoptisk krets mĂ„ste man bygga dess komponenter deterministiskt. Det innebĂ€r att varje komponent i kretsen Ă€r noga utformad och optimerad för att utföra en specifik uppgift. Till skillnad frĂ„n tidigare tillvĂ€gagĂ„ngssĂ€tt finns det inget utrymme för slumpmĂ€ssighet nĂ€r det gĂ€ller kĂ€llans egenskaper eller dess placering i den optiska kretsen, sĂ€ger Ali Elshaari.

Ett av de nya resultaten av forskargruppens arbete Àr att de har utvecklat en hybridmetod dÀr man kombinerar tvÄ halvledarteknologier: III-V-halvledare i form av nanotrÄdsbaserade kvantemitterare och kiselteknik för den integrerade optiska kretsen.

– Hybridintegrering med nanotrĂ„dar har inte gjorts tidigare. Resultaten Ă€r ett mycket viktigt steg mot att göra det möjligt att processa kvantinformation pĂ„ ett chip.

Artikeln "On-chip singel photon filtrering and multiplexing in hybrid quantum photonic Circuits" har nu publicerat i Nature Communications.
Annons
Annons
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2018-12-13 13:08 V11.10.14-2