耶鲁大学的工程师们开发了一种可以促进量子技术发展的新芯片

时间：2021-12-08 09:25:07 来源：

Hong Tang实验室的芯片照片，与尺寸的四分之一进行了比较（芯片中的颜色是摄影伪像）。图片由项国提供。

耶鲁大学的工程师已经开发出一种新设备，该设备可以将可见光转换为适合光纤传输的红外光，而不会破坏光的量子态。

洪棠实验室的Llewellyn West Jones，Jr.电气工程与物理教授，已经开发出一种将可见光转换为红外光的设备，这是构建实用量子信息技术的关键一步。他们的工作结果最近发表在《物理评论快报》上。

内置在芯片上的波长转换器将允许操纵量子比特并在长距离上传输相同的信息。随着技术的发展，该设备有可能在量子计算机所需的规模上构建。

“人们希望使用700至800纳米的短波长光子来进行量子计算，”唐实验室的研究生，该论文的主要作者向国说。但是，如果他们想通过低损耗的光纤通过长距离传输该信息，则需要将光子转换为约1,500纳米的更长波长。当到达目的地时，需要将光子转换回较短的波长。

当激光将两个波长的光发送到设备中时，转换器会产生一个第三频率，该频率充当两者之间的中间地。该设备由氮化铝制成，这是该设备成功的关键。

郭说：“我们设法使其损耗非常低，同时又保持了非线性。”他们的实验室已经在五，六年前开始使用这种材料，但是发现这种材料非常有损-也就是说，量子信息在传输过程中丢失了。该团队提高了材料质量，使其对光更透明，并减少了在设备边界处散射的光子的损失。

郭说，该设备已实现14％的转换率。他说，研究团队的下一步是在设备上做更多的工作，并提高其转换率。他说：“我们希望将其提高到70％，甚至90％或100％。”

出版物：Xiang Guo等，“电信和可见光模式之间的片上强耦合和高效频率转换”，物理。莱特牧师117，123902，2016; doi：10.1103 / PhysRevLett.117.123902

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