A Leideni Egyetem kutatói létrehoztak egy új fényszerkezeti technikát, amely megoldhatja a kvantumszámítástechnika legnagyobb kihívásait. A kvantumgépekben kvantumbitek vannak, amelyeket mikroszkopikus részecskék (fotonok) testesítenek meg. Ezek kezeléséhez vezérlőeszközök szükségesek, amelyek többek között lehetnek ion és/vagy optikai csapdák. Utóbbi esetében eddig nehézséget jelentett, hogy miként válasszák le a fotont az őt generáló lézertől. A foton a lézerrel azonos hullámhosszú, de kissé más a polarizációja. Ezt a tulajdonságát használták ki német kutatók a foton elkülönítésére, leválasztására.

A kutatók létrehoztak egy kvantumpontot, egy kis félvezető anyagszigetet, amelyet egy mikroüregbe helyeztek. A mikroüreg egy mindössze néhány nanométer átmérőjű lyuk, amely pontos hullámhosszúságú fényt (egyetlen fotont) enged át. „Ezt az üreget úgy képzelhetjük el, mint két egymással szemben álló tükröt” – mondta Petr Steindl, kutató. A lézerfény ide-oda pattog közöttük, és a kvantumpontban lévő elektront az alapállapotból egy magasabb energiaállapotba gerjeszti. Amikor visszahull az alapállapotba, a kvantumpont egyetlen fotont bocsát ki. A mikroüreg hatékonyan irányítja ezt a fotont a berendezés többi része felé.

Ezzel a megoldással ellenőrzött módon képesek fotonokat létrehozni, tárolni, irányítani. Az egyes fotonokat ezután mindenféle más technológiában is fel lehet használni, különösen a kvantumszámítástechnikai alkalmazásokban, ahol az egyes fotonok erőteljes kvantumhatást fejthetnek ki.

Forrás: Interesting Engineering