Verkkoliitäntä kvanttitietokoneille ja radiospektrin kattava ilmaisin25.10.2023 Ryhmä Varsovan yliopiston tutkijoita teki laitteen, joka pystyy muuttamaan kvantti-informaatiota mikroaaltofotonien ja optisten fotonien välillä. Sen mahdollisia sovelluksia on kvanttiteknologioissa, osana kvanttiverkkoinfrastruktuuria ja mikroaaltojen radiotähtitieteessä. Kvantti-informaation muuntaminen onnistuu nykyään esimerkiksi mikroaaltofotonista yhteen fotoniin. Kuitenkin yksittäisen fotonin toimintoihin kykeneviä laitteita on kuitenkin melko vaikea toteuttaa. Kvantti-informaation muuntaminen on keskeistä hybridikvanttiverkoille - verkoille, jotka yhdistävät erilaisiakvanttilaitteita, kuten kvanttitietokoneita. Yksi tunnettu väliaine, joka voi olla vuorovaikutuksessa huomattavan eriparisten mikroaaltofotonien ja optisten fotonien kanssa, ovat Rydberg-atomit. Varsovan yliopiston tutkijat ovat nyt ensimmäisinä osoittaneet, että muuntaminen mikroaalloista optiseksi voidaan toteuttaa huoneenlämpötilassa atomihöyryissä lasikennon sisällä. Erityisesti tehty keksintö voi toimia taukoamatta, koska atomeja ei tarvitse valmistella aikasekvenssissä, joka voi viedä yli 99 % laitteiden käyttöajasta kuten muiden ryhmien tekemissä kokeissa. Myös Otagon yliopiston fyysikot ovat kehittäneet Rydberg-tilassa olevien atomien avulla toimivan anturin. Sellainen voi tarjota ylivoimaista suorituskykyä nykyisiin antennitekniikoihin verrattuna, koska ne ovat erittäin herkkiä, niillä on laaja virittävyys ja pieni fyysinen koko, mikä tekee niistä houkuttelevia käytettäväksi sotilaskäytössä ja viestinnässä. Tällaiset ilmaisimet voivat kattaa koko radiotaajuuksien spektrin sen sijaan, että tarvittaisiin useita antenneja kattamaan eri taajuuskaistoja. Lisäksi ne ovat erittäin herkkiä ja tarkkoja havaitsemaan monenlaisia kriittisiä signaaleja. Tärkeää on, että perinteisempiin antureihin verrattuna Rydberg-anturit voivat toimia ilman metalliosia, jotka voivat sirottaa kiinnostavaa radiotaajuuskenttää ja atomianturiin päästään laservalolla, mikä korvaa sähköisten kaapeleiden tarpeen. Otagon ryhmän suunnitelma on tavallaan kannettava sillä sen voi viedä laboratorion ulkopuolelle. Aiheen aiemmat saavutukset ovat vaatineet laboratorio-olosuhteita kahden lasersäteen kohdistamiseksi tai optisien kuitujen liittämistä kennoon. Nyt esitelty proof-of-concept -kokoonpano pystyy lisäämään liikkuvuutta ja korvaa kuituliitännän höyrykennoon kahdella vapaan tilan lasersäteellä ja prismaheijastimella, joka heijastaa anturin säteen takaisin valoilmaisimeen. Tutkijat kehuvat voivansa käyttää kannettavaa atomi-RF-anturiaan Aiheista aiemmin: Mikroaaltojen fotoneja kvanttitietokoneisiin Tutkijat tehostavat atomiradion vastaanottoa Kohti atomipohjaista radioviestintää |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.