- Erbium moleculaire qubits bieden nauwkeurige optische en spin-overgangen voor kwantumcontrole
- Deze qubits maken het mogelijk om toegang te krijgen tot spintoestanden via telecom-compatibel licht
- Spin-foton-interfaces met hoge resolutie kunnen de ontwikkeling van schaalbare kwantumnetwerken ondersteunen
Onderzoekers hebben een op erbium gebaseerde moleculaire qubit gemaakt die een manier biedt om kwantumsystemen met bestaande glasvezelnetwerken te verbinden.
Deze qubits combineren nauwkeurige optische en spin-overgangen en maken operaties op standaard telecommunicatiegolflengten mogelijk.
Het maakt het mogelijk om magnetische kwantumtoestanden te controleren en uit te lezen met behulp van licht, compatibel met standaard glasvezelinfrastructuur.
Spin-foton-interfaces met hoge resolutie
Deze mogelijkheid zou schaalbare kwantumnetwerken kunnen ondersteunen zonder dat geheel nieuwe communicatiehardware nodig is.
De ontwikkeling werd geleid door onderzoekers van de Universiteit van Chicago in samenwerking met UC Berkeley, Argonne National Laboratory en Lawrence Berkeley National Laboratory.
Hun werk kreeg steun van het Office of Science van het Amerikaanse ministerie van Energie en het Q-NEXT National Quantum Information Science Research Center.
Het team heeft organo-erbiummoleculen ontwikkeld om sterke magnetische interacties te combineren met optische overgangen in telecommunicatiebanden, waardoor een controleerbaar en afstembaar kwantumsysteem ontstaat.
De moleculaire qubits zorgen voor een spin-foton-interface op nanoschaal.
“Deze moleculen kunnen fungeren als een brug op nanoschaal tussen de wereld van het magnetisme en de wereld van de optica”, zegt Leah Weiss, een postdoctoraal onderzoeker aan de UChicago Pritzker School of Molecular Engineering en co-eerste auteur.
Optische spectroscopie en microgolftechnieken maken het mogelijk kwantumtoestanden te adresseren met precisie op megahertz-niveau.
Een dergelijke dubbele controle maakt verbindingen mogelijk tussen op spin gebaseerde kwantumprocessors of sensoren en fotonische systemen.
Deze kenmerken vormen de potentiële bouwstenen voor geïntegreerde kwantumapparaten en communicatienetwerken.
Omdat de optische overgangen van qubits binnen telecommunicatiebanden vallen, kunnen ze worden geïntegreerd met siliciumfotonicaplatforms.
Deze compatibiliteit maakt beide mogelijk werkstationexperimenten op niveau voor ontwikkeling en grootschalige implementatie i datacentra voor bredere netwerktoepassingen.
Het ontwerp van Qubits zou de creatie van hybride systemen kunnen versnellen die optische, microgolf- en kwantumcontrole op één chip combineren.
Deze systemen bieden ook mogelijkheden voor detectie, kwantumcommunicatie en geïntegreerde kwantumplatforms.
Erbium-moleculaire qubits zouden kunnen worden opgenomen in systemen die kwantumtoestanden via commerciële vezels kunnen overbrengen, verstrengelen en distribueren.
Deze aanpak maakt het mogelijk dat kwantumnetwerken rechtstreeks verbinding kunnen maken met de bestaande optische infrastructuur, terwijl ze compatibel blijven met klassieke netwerken.
“Door de veelzijdigheid van deze erbium-moleculaire qubits aan te tonen, zetten we een nieuwe stap in de richting van schaalbare kwantumnetwerken die rechtstreeks kunnen worden aangesloten op de hedendaagse optische infrastructuur”, zegt David Awschalom, Liew Family hoogleraar Molecular Engineering and Physics aan UChicago en hoofdonderzoeker.
Hoewel de resultaten de technische haalbaarheid aantonen, vereist de praktische implementatie nog steeds evaluatie onder reële netwerkomstandigheden.
Er zijn nog steeds uitdagingen bij het integreren van deze qubits CPU-gebaseerde controllers die grootschalige datacenterimplementaties beheren en consistente prestaties garanderen.
Dat gezegd hebbende, beweegt dit werk zich in de richting van kwantumnetwerken, terwijl er nog steeds uitgebreide tests nodig zijn voor wijdverbreid gebruik.
Via SDxCentraal
Volg TechRadar op Google Nieuws En voeg ons toe als voorkeursbron om ons deskundig nieuws, recensies en meningen in uw feeds te krijgen. Klik dan zeker op de knop Volgen!
En jij kunt dat natuurlijk ook Volg TechRadar op TikTok voor nieuws, recensies, video-unboxings en ontvang regelmatig updates van ons WhatsAppen Ook.
