- Novas pesquisas mostram que a metasurfaces pode ser usada como forte rede óptica quântica linear
- Este método pode eliminar os requisitos dos gidantes e outros elementos ópticos convencionais
- A teoria dos gráficos é útil para o design de redes ópticas quânticas em metasarfaces únicos
O quântico prático correu em direção a computadores e redes, fótons – partículas básicas de luz – mantém possibilidades interessantes como um portador rápido de informação à temperatura ambiente. Os fótons são geralmente controlados e os estados quânticos através de dispositivos enormes criados pelo WevGuid ou através de lentes, espelhos e divisores de feixe em microchips aumentados. Através das redes complexas desses elementos ópticos – os fótons são fechados – permitem codificar dados quânticos em paralelo. No entanto, é notoriamente difícil escalar esses sistemas nacionais devido à imperfeição de qualquer cálculo ou rede significativa.
Todos esses elementos ópticos podem ser divididos em uma única variedade de comprimentos de metrô, plana e ultra-spit, que controlam a luz da mesma maneira, mas com muito poucas peças de tecido?
Harvard John A. Pesquisadores da Optics da Palson School of Engineering and Applied Sciences (SES) fizeram exatamente isso. A equipe de pesquisa liderada por Federico Capaso, professora de física aplicada de Robert El Wallace e pesquisadora sênior da Vinton Heis Electric Engineering, projetou especialmente os dispositivos planos que criam metasurfaces-nanoescala que manipulam dispositivos planos que criam sinais para alfabetos.
A pesquisa foi publicada Ciência E dinheiro pelo Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea (AFOSR).
Capaso e sua equipe mostraram que uma metassurface poderia criar estados complexos e incorporados de fótons para executar operações quânticas – como fez com dispositivos ópticos maiores com muitos elementos diferentes.
“Estamos introduzindo um grande benefício técnico na solução do problema de escalabilidade”, disse Kerolos Ma Yusef, estudante de graduação e primeiro autor. “Agora podemos miniatura uma configuração óptica completa em um único metassorfo que é muito estável e visto”.
Metasurfaces: Processador de fotônica quântica forte e escolar
Their results indicate the possibilities of paradible-shifting optical quantum devices based on conventional, solid-to-scale elements such as wevguids and beam splitters, or even extended optical microchips, but instead depends on defective-resistant metasorphs, which provides an organizer for an operation and a permanent, exemplary-resist No To be widely speaking, the work makes the metasarface-based quantum optics embodied Isso pode beneficiar a detecção quântica além dos computadores e redes quânticas ou fornecer capacidade de “laboratório no chip” para a ciência básica
Projete um único metassurfs que apresenta desafios únicos devido a complicações matemáticas, como brilho, fase e polarização, que uma vez que o número de fótons é aumentado e, portanto, o número de quibits começa a aumentar. Cada fóton adicional apresenta muitos novos caminhos de intervenção, o que exigirá um número crescente de portas de divisor de feixe e saída na configuração convencional.
Teoria de gráficos para design de metassurface
Os pesquisadores se apoiaram em um ramo da matemática chamado teoria de gráficos para trazer disciplina às complicações, que usam pontos e linhas para representar a conexão e os relacionamentos. Ao apresentar muitas linhas e pontos conectados como estados de fótons incorporados, eles foram capazes de determinar como os fótons interferiram entre si e previam seus efeitos no teste. A teoria dos gráficos também é usada corrigindo a computação quântica e os defeitos quânticos, mas geralmente não é considerado no contexto de metassurfos com seu design e operação.
O resultado foi uma cooperação com o Marco Lonker Lab, cuja equipe se especializou em óptica quântica e fotônica integrada e forneceu as habilidades e equipamentos necessários.
“Encorajo essa abordagem, porque ela pode habilidade em computadores e redes quânticas ópticas com eficiência – que foi seu maior desafio em comparação com superconduckers ou outras plataformas como átomos”, diz o cientista da pesquisa Nil Sinklair. “Ele também fornece novas idéias sobre o entendimento, design e aplicação de metasurfaces, especialmente para a produção e controle de luzes quânticas. Com o método do gráfico, de alguma forma, o design de metassurfos e o estado quântico óptico se tornam dois aspectos da mesma moeda”.
O estudo recebeu apoio da fonte federal com AFOSR com FA 9550-21-1-0312. O trabalho foi realizado no sistema de nanoescala para o Harvard University Center
