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2024-04-20 13:00:20
中国電子科学技術大学（UESTC）、清華大学、上海マイクロシステム情報技術研究所のチームによると、このデバイスには小型で堅牢な量子チップを構築するための「驚くべき可能性」があるという。
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光源は、情報を運ぶために使用できる、量子力学的に絡み合った光粒子のペアを生成しました。
窒化ケイ素やリン化インジウムなどの材料をベースにした既存の量子光源と比較して、この新しいデバイスは波長範囲がはるかに広く、量子回路の他の主要コンポーネントの構築に使用できると、先月ジャーナル「フィジカル・レビュー・レターズ」で報告された。 。
「私たちは、窒化ガリウムがフォトニック量子情報にとって優れた量子材料プラットフォームであることを実証しました。そこでは量子光の生成が重要です」と、筆頭著者であるUESTCのZhou Qiang氏はPhysics Magazineに語った。
「窒化ガリウムプラットフォームは、近い将来のフォトニック量子チップの進歩に有望な見通しを提供します。」
ドイツのダルムシュタット工科大学の量子光学専門家トーマス・ワルサー氏は、この研究はそのようなシステムの製造コストを削減し、今日よりもはるかにコンパクトで堅牢なものにすることができるため、この研究は「大きな前進」であるとPhysics Magazineに語った。
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実験では、Zhou氏と同僚はまずサファイア層上にGaNの薄膜を成長させた。 次に、フィルムに直径 120 マイクロメートルのリングをエッチングし、レーザー ビームからの光の粒子がリングの周りを伝わるようにしました。
研究者らが赤外線レーザー光をGaN膜に照射すると、一部の光粒子が捕捉され、ペアで「共鳴」した。
自発四光波混合として知られる効果により、いくつかの共鳴ペアは、互いに絡み合った新しい光粒子ペアを生成しました。
GaNリングによって生成されるもつれの程度は、他の量子光源で測定されたレベルに「匹敵する」とZhou氏はPhysics Magazineに語った。
出力波長範囲も、以前の材料の 25.6 ナノメートルから、新しいデバイスでは 100 ナノメートルに拡張されました。
「より多くの波長リソースを提供することで、さまざまな波長を介して量子ネットワークにアクセスしたいと考えているより多くのユーザーのニーズを満たすことができるでしょう」と周氏は木曜科技日報に語った。
研究チームによれば、GaNは量子光源以外にも、ポンプレーザーや光粒子検出器など、量子回路の他のコンポーネントを製造するための有望な材料でもあるという。
「GaNプラットフォームは、既存のプラットフォームと比較して、オールオンチップ量子フォトニック集積回路にとってかなりの将来性を秘めている」と彼らは述べた。
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