Une puce photonique qui isole la lumière pourrait mettre fin aux limitations de taille dans l’informatique et les appareils quantiques

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Une puce photonique qui isole la lumière pourrait mettre fin aux limitations de taille dans l’informatique et les appareils quantiques

L’avancement des puces pourrait ouvrir la voie à des dispositifs quantiques miniatures

Une puce photonique qui isole la lumière pourrait mettre fin aux limitations de taille dans l'informatique et les appareils quantiques.

Une puce photonique qui isole la lumière pourrait mettre fin aux limitations de taille dans l’informatique et les appareils quantiques.

9 novembre 2021

Des chercheurs de l’Université de l’Illinois ont utilisé des matériaux facilement disponibles pour créer un petit circuit photonique qui utilise des ondes sonores pour isoler et contrôler la lumière et peut s’adapter à différentes longueurs d’onde. L’innovation pourrait conduire à des dispositifs quantiques miniaturisés qui transforment l’informatique quantique et les systèmes d’information.

La transmission de données en manipulant des photons – des particules de lumière – qui voyagent à la vitesse de la lumière à l’aide d’appareils quantiques est la façon dont l’information parvient presque instantanément à travers le monde. La nouvelle percée rend la technologie quantique plus fonctionnelle et portable. Les chercheurs, financés en partie par la National Science Foundation des États-Unis, ont publié un article détaillant leurs résultats en Photonique de la nature.

En utilisant des matériaux optiques courants, l’équipe a développé un isolateur non magnétique qui est une fraction de la taille des isolateurs conventionnels. L’isolateur de la taille d’une puce peut isoler et contrôler la direction de la lumière et éliminer l’impact négatif de la lumière non bloquée sur les performances de l’appareil. La conception est une réponse aux problèmes d’échelle et d’utilité de la technologie quantique conventionnelle, ont déclaré les scientifiques.

« Un isolateur est un dispositif qui permet à la lumière de passer sans interruption dans un sens et la bloque complètement dans la direction opposée », a déclaré l’auteur de l’étude Benjamin Sohn. « Cette unidirectionnalité ne peut pas être obtenue en utilisant des matériaux diélectriques ou des verres courants, nous devions donc être un peu plus innovant.

Le chercheur principal Guarav Bahl a ajouté : « Les atomes sont les références parfaites n’importe où dans la nature et fournissent une base pour de nombreuses applications quantiques. Les lasers que nous utilisons pour contrôler les atomes ont besoin d’isolateurs qui bloquent les réflexions indésirables. Nous voulions concevoir un appareil qui évite naturellement les pertes, et la meilleure façon de le faire est de faire se propager la lumière à travers rien. Le plus simple des « rien » qui peut encore guider les photons le long d’un chemin contrôlé est un guide d’ondes, qui est un composant d’un circuit photonique. »

La miniaturisation des appareils informatiques quantiques est essentielle pour réaliser le plein potentiel de la technologie quantique, ont déclaré les chercheurs. Le développement de dispositifs de technologie quantique avec des applications évolutives et pratiques fera progresser l’informatique quantique, les systèmes d’information et les applications.


NSF Affaires publiques,

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