Een groot team van onderzoekers met leden van MIT, IBM, NASA's JPL en Columbia University hebben een proces ontwikkeld dat schaalbare integratie mogelijk maakt van supergeleidende nanodraad-single-photon-detectoren (SNSPD's) op een reeks fotonische circuits. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , het team beschrijft hun nieuwe proces en waarom ze denken dat het ooit kan leiden tot een praktische fotonische kwantumprocessor op een chip.

Wetenschappers zijn al enkele jaren hard aan het werk om een ​​kwantumcomputer te bouwen, en hoewel de resultaten soms veelbelovend waren, er is duidelijk nog een lange weg te gaan. Om zo'n computer te laten werken, er moet een soort kwantumprocessor worden gemaakt. De huidige gedachte is dat zo'n processor waarschijnlijk op fotonen is gebaseerd (omdat ze relatief gemakkelijk te verstrengelen zijn en omdat ze gemakkelijker kunnen worden gemanipuleerd dan andere soorten kwantumbits) en dat deze op chips moet zijn gebaseerd. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een proces gecreëerd waarmee schaalbare integratie van SNSPD's op verschillende soorten fotonische circuits mogelijk is.

Om een ​​op fotonen gebaseerde kwantumcomputer te laten werken, logica suggereert, het zal afzonderlijke fotonen moeten kunnen detecteren en verwerken. SNSPD's worden beschouwd als de meest veelbelovende enkelvoudige fotondetectoren die tot nu toe zijn ontwikkeld, maar, helaas, processen die zijn ontwikkeld om ze te bouwen, worden geplaagd door een groot aantal defecten. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een proces ontwikkeld waarmee elke detector afzonderlijk kan worden gebouwd, en alleen die zonder gebreken op een optische chip te zetten. Het proces vereist ook dat de optische chips afzonderlijk worden gebouwd met behulp van standaard fabricagetechnieken voor het maken van chips.

Het team meldt dat hun proces het mogelijk maakt om detectorarrays te bouwen die groter en dichter zijn dan de eerder gebouwde - en ze zijn ook gevoeliger. Ze bewezen hun beweringen door detectoren te bouwen die in staat zijn om 20 procent van de fotonen te verwerken die hun kant op gestuurd worden - tien keer beter dan eerdere methoden. Elk werd gemaakt op micron-sized membranen en die de testen hebben doorstaan, werden overgebracht naar een golfgeleider met behulp van een optische microscoop.

Het team zet hun onderzoek voort, nu gericht op het bouwen van grotere on-chip-systemen met meer mogelijkheden.

© 2015 Fys.org