量子網路的變革 奈米光機械腔開啟新領域

編譯/高晟鈞

在微波到紅外線電磁波譜中連貫地傳遞資訊的能力,對於量子網路中的計算與通訊發展至關重要。

來自巴西、瑞士和荷蘭的科學家所組成的研究團隊,將目光放在了奈米級光機械腔中。此奈米級諧振器將是促進高頻機械振動和電信行業所使用的紅外光間的關鍵元件。

奈米機械諧振器將扮演連接超導電路與光纖的橋樑。(圖/截取自 Scitechdaily)

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橋接超導電路與光纖

超導電路是目前量子計算中最有前途的技術之一,而光纖則用作長距離資訊的傳輸載體,噪音極低,也不容易有訊號損失;而奈米機械諧振器將扮演連接兩者的橋樑。

傳統的光機械設備依賴純粹的色散相互作用,而只有被限制在腔內的光子能有效地色散,該研究的一大創新,便是引入了耗散光力學,使得光子可以直接從波導散射到諧振器,藉此更嚴格地控制光聲的相互作用。

在光力學中實現更高的機械頻率

此研究之前,耗散光機械的相互作用只在低機械頻率下得到證明,因此一些重要的應用,如光子與聲子域之間的量子態轉移難以實現。對此,研究團隊成功地將機械頻率提高了兩個量級,並將光機械耦合率(兩個電路間的能量傳遞能力)提高了10倍之多。這為開發更有效的設備提供了非常有希望的前景。

建構量子網路

這些設備旨在使用半導體行業成熟的技術。奈米矽光子光束將能同時限制紅外光和機械振動,橫向放置的波導則允許光纖和腔體耦合,從而產生耗散耦合。

此研究的成果將為建構量子網路提供了新的可能性,並奠定量好的基礎。

資料來源:Scitechdaily

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