Несовершенные чипы приводят к появлению новых квантовых технологий

Несовершенные чипы приводят к появлению новых квантовых технологий

Несовершенные чипы приводят к появлению новых квантовых технологий

Когда доходит дело до оптических чипов, неровности в действительности желательны — поразительное открытие, обнаруженное учеными из DTU Fotonik Institute, которое искажает прекрасно известныйх факт, что оптические чипы обязаны быть в идеальном состоянии..

Оптический чип можно применять для управления информацией в виде света, а его функциональность измеряется тысячами миллиметров. До этого времени главная проблема заключалась в том, что маленькие недостатки отрицательно сказывались на функционировании оптического чипа. Было популярно мнение, что маленькие ошибки разрушают функциональность и искажают возможность установки оптического чипа в очень большие и непростые схемы..

Группа исследователей из DTU Fotonik Institute превратила несовершенство чипа в превосходство: несовершенные структуры на оптическом чипе можно применять для захвата световых волн..

Ученые показали, что когда свет захватывается несовершенным чипом, взаимное действие света и вещества (атомов) возрастает приблизительно в 15 раз. Это открытие дает возможность создать новый вид оптического чипа, в котором несовершенство применяется в качестве плюсы, который может быть применен для увеличения эффективности маленьких лазеров, солнечных элементов и датчиков, включая возможность разработки квантовых компьютеров..

На оптических чипах на основе фотонных кристаллов неошибиться было невозможно. Хотя современные высокие технологии дали возможность создавать точные структуры, все таки было невозможно применять такие структуры в любой реальной системе без проявления ошибок. Путем изменения расстояния между дырочками в фотонном кристалле и исключения ряда отверстий создается волновод, который может направлять свет в желаемом направлении и предоставлять современные возможности для приручения света. Правильно спроектированные фотонные кристаллы дают возможность останавливать свет и даже контролировать его излучение..

Ученые из ДТУ «ВУЗ Фотоник» создали оптический чип, в котором намеренно вносятся структурные нарушения. Без помех свет распространяться будет по волноводу, а наличие помех полностью изменит это изображение.

Свет, который встречает неровности, рассеивается и потом интерферирует с другими частями световой волны. Ученые применяли наноисточники света в фотонных кристаллах (говоря иначе квантовые точки) для экспериментов. Квантовая точка может рассматриваться как отдельный атом, излучающий ровно один фотон за раз. Ученым получилось создать «ловушку» для испускаемых им фотонов..

Способность локализовать свет имеет важное значение для большинства приложений, так как свет неуловим во многих контекстах — он распространяется со скоростью практически 300 000 км / с, что крайне полезно для передачи информации, другими словами для применения в оптической связи. К несчастью, это также значит, что свет взаимодействует с веществом в большой мере неэффективно, что считается проблемой для ряда приложений, допустим, для фотоэлектрических панелей и оптических датчиков либо для квантовых IT. Создание квантовой информационной технологии даст возможность использовать многие методы кодирования и передачи информации с применением законов квантовой механики. Это может быть применено, среди прочего, для обмена 100% безопасными зашифрованными сообщениями или, в конечном счете, для квантовых компьютеров, которые могут выполнять ряд вычислительных задач более эффектно, чем современные суперкомпьютеры..

Применение несовершенных структур для захвата световых волн было предсказано американским экспериментатором Филипом У. Андерсоном, получившим Нобелевскую премию в области физики во второй половине 70-ых годов XX века. В первой половине 50-ых годов двадцатого века Филип В. Андерсон предсказал, что перенос электронов может быть подавлен в сильно разупорядоченных решётках. Явление это именуется локализацией Андерсона. Связывают это с тем, что электроны в мире квантовой механики обладают качествами волн, и на эти волны можно влиять.

Для квантовой информационной технологии особенно важно достигнуть слияния материи и света на элементарном уровне, чтобы, к примеру, один фотон взаимодействовал с одним атомом. И это собственно то, чего достигли ученые DTU Fotonik, т.е. они добились связи локализованного резонатора Андерсона и квантовой точки..

По материалам Источник

Закладка Постоянная ссылка.

Обсуждение закрыто.