Шаг к будущим квантовым сетям: в Китае научились передавать кубиты без потери свойств

Одним из препятствий на пути к построению квантовых сетей связи и вычислительных устройств остается потеря данных при передаче кубитов (элементарных единиц квантовой информации) между разными длинами волн. В Шанхайском университете Цзяотун решили эту проблему, разработав новый метод широкополосного преобразования частоты. О своих экспериментах авторы рассказали в журнале Advanced Photonics, сообщили в Обществе оптики и фотоники.

В опытах использовался тонкопленочный ниобат лития. Он отличается выраженными нелинейными свойствами — способностью под воздействием света менять его характеристики, преломляя его и переизлучая на другой частоте.

На основе этого материала был построен лучепреломляющий резонатор с расширенной полосой преобразования излучения на вторую гармонику — то есть переноса его на удвоенную частоту (с вдвое меньшей длиной волны). Растянуть диапазон до 13 нм удалось благодаря гибридизации мод — сочетанию разных типов колебательных процессов в кристалле.

Исследователи давно добивались возможности настраивать полосу пропускания оптоэлектронных приборов в широких пределах — это улучшает качество передачи информации и ее распределение по длинам волн, признается профессор Юпин Чен, одна из авторов разработки.

«Благодаря огромному прогрессу в технологии изготовления пленок ниобата лития эта работа проложит путь к нелинейному преобразованию частоты в масштабе чипа между сверхкороткими оптическими импульсами и даже квантовыми состояниями», — говорит она.

В университете прямо назвали результаты работы «прорывом с широкомасштабными последствиями». Настройка преобразования частоты на кристалле открывает дорогу к созданию интегрированных фотонных систем, которые станут основой квантовых сетей будущего.