De vraag naar snellere computers groeit snel en de opkomst van big data vereist dat nieuwe oplossingen worden onderzocht om snellere resultaten te leveren.

Weersvoorspellingssystemen, computermodellering van eiwitstructuren en de steeds toenemende behoefte aan veiligere communicatie van vertrouwelijke gegevens zijn voorbeelden van informatie die snel moet worden verwerkt.

Verschillende platforms concurreren om kwantumtechnologieën te realiseren, en een van de meest veelbelovende is er een die is gebaseerd op het genereren van niet-klassieke lichtbronnen.

Het UTS-team van universitair hoofddocent Igor Aharonovitsj, van de School voor Wiskundige en Exacte Wetenschappen (MAPS), en promovendus Amanuel Berhane heeft aangetoond dat deze technologie kan worden gerealiseerd door het in de handel verkrijgbare materiaal galliumnitride (GaN). Het is een halfgeleider met een brede bandgap die veel wordt gebruikt in BluRay-apparaten.

"Onze technologieën zijn gebaseerd op ultraheldere lichtpulsen die de informatie met de snelheid van het licht kunnen vervoeren, de weg vrijmaken voor kwantumcryptografie en optische kwantumcomputers, " zei universitair hoofddocent Aharonovich.

"Dit is belangrijk onderzoek omdat we nieuwe oplossingen ontwikkelen voor beveiligde communicatie en kwantuminformatie."

Berhane voerde het onderzoek uit dat begin 2016 leidde tot deze laatste ontdekking van galliumnitride-stralers.

"Het evalueren van de eigenschappen van de nieuwe enkelvoudige fotonbron in GaN tegen enkele van de criteria die zijn vastgesteld voor futuristische apparaten zoals helderheid en polarisatie, we concludeerden dat de emitters in GaN een groot potentieel hebben, " hij zei.

Het UTS-team is gericht op het identificeren en weergeven van halfgeleiderplatforms die op fotonen gebaseerd snel computergebruik mogelijk maken, zei Berhane.

"We werken met technologisch compatibele materialen, dus de volgende stap om een ​​kwantumprocessor te bouwen wordt steeds haalbaarder."

Het UTS-onderzoek, uitgevoerd in samenwerking met professor Dirk Englund en zijn groep aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT), is gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialen .

UTS co-auteur professor Milos Toth zei dat het team experimentele en numerieke modellering gebruikte om een ​​unieke rangschikking van structurele defecten in GaN te identificeren als de bron van emissie.

"Ons werk demonstreert nieuwe enkelvoudige fotonenemissie van galliumnitridefilms, een materiaal dat al een levensvatbaar platform is voor light-emitting diodes (LED's). De emissie heeft verschillende films waargenomen met verschillende diktes en structuren, " hij zei.

Het team is nu gericht op het integreren van deze bronnen met on-chip-apparaten om een ​​commercieel prototype te ontwikkelen. De meeste kwantumtechnologieën, zoals kwantumcomputers, bevinden zich nog grotendeels in de onderzoeksfase, met aanzienlijke vooruitgang geboekt in laboratoriumdemonstraties. Dit onderzoek toont aan dat het gebruik van die technologieën dichterbij komt.