Група китайських вчених з Університету електронних наук та технологій Китаю (UESTC), Університету Цінхуа та Шанхайського інституту мікросистем та інформаційних технологій повідомили про створення джерела заплутаних фотонів. За заявою авторів розробки, це величезний крок до створення надійних квантових чипів. Основою розробки став нітрид галію (GaN). Він вже давно використовується для виробництва синіх світлодіодів, а нещодавно дістався і до адаптерів живлення.
Явище заплутування фотонів дозволяє захищати інформацію, що передається, виконувати квантові операції або симуляції – всі ці дії можливо виконувати за допомогою пар заплутаних фотонів. Складність полягає в тому, що заплутування фотонів на даний момент це дуже складний процес, який вимагає особливих джерел світла, наприклад, на основі нітриду галію або фосфіду індію. Як пояснили вчені, перехід на нітрид галію дозволить розширити використання квантових каналів зв’язку та дасть фахівцям можливість створити квантові системи на чипі.
Пристрій, розроблений в Піднебесній, є витравлене на плівці нітриду галію кільце радіусом 120 мкм. Плівка вирощується на сапфіровій підкладці і для її створення використовують давно відомі технології. У момент освітлення кільця променем лазера в інфрачервоному діапазоні деякі фотони опиняються в якійсь пастці і починають рухатися по кільцю. Цей процес змушує окремі фотони ставати резонансними парами. Саме вони, згідно з явищем під назвою чвертьхвильове змішування, породжують заплутані фотони, які потрібні для роботи квантових систем.
Проведені випробування показали, заплутані фотони, народжені за допомогою нового способу, за якістю не поступаються тим, які з’являються при використанні інших джерел світла. Іншими словами, такі фотони можуть стати основою обладнання для квантових каналів зв’язку та квантових процесорів. Більш того, діапазон довжин хвиль у GaN-джерела світла сягає до 100 нм проти 25,6 нм у «традиційних» джерел світла. А це, у свою чергу, дозволить розширити та ущільнити канали передачі квантової інформації.
Автори проекту запевнили, що платформа на основі нітриду галію відкриває перспективи створення квантових фотонних схем “все на кристалі”.
