模塊化波導推動量子計算機朝著更快的方向發展
日本東京大學的研究人員使用基于波導的模塊化光源產生了高強度的非經典光。據稱,該現象是此類實驗中首次被發現,對未來研制運行速度更快、實用性更強的光量子計算機工作非常有幫助。
連續波壓縮光用于生成執行量子計算所需的各種量子態。為了獲得最佳計算性能,壓縮光源必須具備低光損耗和寬帶寬特性。
在該項工作中,研究人員生成了一種相干疊加的光態,被稱為薛定諤或薛定諤的貓。該團隊為其量子實驗設計了一種波導型光參量放大器(OPA)模塊,并將該設備與專門設計的光子探測器相結合以產生量子光。
然而傳統的OPA使用非線性光學晶體來產生的壓縮光并不足以提高量子計算速度。因此東京大學的研究人員與NTT公司合作,構建了一種波導型 OPA,該器件通過將光限制在窄帶晶體中來實現高效率。它可以產生1545nm的壓縮光,且該波長在電信波長范圍內損耗較低。
并且研究人員需要一個工作波長為1545nm的光子探測器,但是由于基于半導體的標準光子探測器不足以滿足預期應用的性能要求,因此他們研發了一種使用超導技術來探測光子的超導納米帶光子探測器,專門用于量子光學設計。
相比于傳統OPA器件,研究人員設計的波導型OPA具有更低的傳播損耗。他們表示,該設備也可以模塊化,從而用于量子技術的各種實驗。具體地講,該團隊旨在提高光量子計算機的時鐘頻率,其頻率原則上可以達到太赫茲。時鐘頻率越高,執行計算任務的速度就越快。與此同時能夠縮短光路中的延遲線,使得光量子計算機更緊湊,從而提高系統的開發性和穩定性。 該成果被發表在Optics Express 上。
(摘編自 中國光學期刊網)