Científicos crean nuevo dispositivo para iluminar el camino para las tecnologías cuánticas

El equipo ha hecho una mejora significativa sobre los diseños anteriores en los sistemas fotónicos a través de su dispositivo, que permite la emisión controlable, direccional de fotones individuales y que produce estados entrelazados de pares de puntos cuánticos.

Qubits y la promesa de la computación cuántica

La promesa de los ordenadores cuánticos aprovecha las propiedades de los bits cuánticos, "qubits", para ejecutar los cálculos. proceso de los ordenadores y almacenar la información en bits actual de cualquiera de 0s o 1s, mientras que los qubits puede ser 0 y 1 simultáneamente. Que los ordenadores cuánticos medios tendrán mucho más poder de cómputo más allá de los ordenadores clásicos.

Los científicos están explorando diferentes opciones y diseños para hacer computación cuántica en una realidad viable. Una idea propuesta utiliza sistemas fotónicos, haciendo uso de las propiedades cuánticas de la luz a escala nanométrica, como qubits. El equipo de Trinidad explora un sistema de este tipo en su artículo publicado recientemente en los de alto perfil revista Nano Letters.

Su sistema utiliza fotones individuales de luz emitida de una manera controlada en tiempo y espacio de emisores cuánticos (materiales a nanoescala conocidos como puntos cuánticos). Para aplicaciones tales como la computación cuántica, es necesario para controlar las emisiones de estos puntos y producir entrelazamiento cuántico de emisión a partir de pares de estos puntos.

Quantum entrelazamiento es una propiedad fundamental de la mecánica cuántica y se produce cuando un par o grupo de partículas son cuántico-mecánicamente vinculados de una manera tal que el estado cuántico de cada partícula del par no se puede describir de forma independiente del estado de los otros. Esencialmente, dos puntos cuánticos entrelazados pueden emitir fotones entrelazados.

El profesor John Donegan, CRANN y la Escuela de Física de Trinidad, dijo:

"El dispositivo funciona mediante la colocación de una punta de metal dentro de unos pocos nanómetros de una superficie que contiene los puntos cuánticos. La punta es excitado por la luz y produce un campo eléctrico de tal enorme intensidad que puede aumentar considerablemente el número de fotones individuales emitidos por los puntos . Este fuerte campo puede también emisiones pareja de pares de puntos cuánticos, enredando sus estados en una forma que es única para emisores cuántica de la luz."

La otra ventaja significativa es el mecanismo por el que el dispositivo funciona sobre dispositivos fotónicos actuales del estado de arte para aplicaciones de computación cuántica.

Profesor Ortwin Hess, Profesor de Quantum Nanofotónica en la Escuela de Física y CRANN de Trinidad, agregó: "Al escanear la punta de metal sobre la superficie que contiene los puntos cuánticos, podemos generar la emisión de fotón único como se requiere Tal dispositivo es mucho más sencillo que el actual. sistemas que tratan de fijar una punta de metal, o una cavidad, en las proximidades de un punto cuántico. ahora esperamos que este dispositivo y su funcionamiento tendrán un efecto sorprendente sobre la investigación en emisores cuántica para las tecnologías cuánticas ".

fuente: Trinity College Dublin. "Scientists create new device to light up the way for quantum technologies." ScienceDaily. ScienceDaily, 7 July 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200707113318.htm>.