Montaje de PIC de alta eficiencia del sistema con detectores integrados mediante transferencia de membrana. (a) Transferencia de membrana de un SNSPD a una guía de ondas fotónica. (b) Esquema de chip fotónico con cuatro detectores integrados en guías de ondas (A1, A2, B1 y B2). (c) Micrografías de las secciones I a VI etiquetadas en b. Se acopló luz infrarroja (flechas rojas) de una fibra con lentes (I) con un diámetro de punto de 2,5 µm en un acoplador de polímero de 2 x 3 µm (II). El acoplador se superpuso con una sección cónica inversa de 50 a 500 nm de ancho de una guía de ondas de silicio (III). La luz de entrada viajó a lo largo de la guía de ondas de 500 nm de ancho (IV) a una distancia de 2 mm antes de alcanzar un divisor de haz 50:50 (acoplador direccional en V) seguido por los detectores integrados en la guía de ondas (VI). La longitud equivalente de la barra de escala (azul) es de 3 μm. Crédito: Comunicaciones de la naturaleza 6, Número de artículo:5873 doi:10.1038 / ncomms6873
Un gran equipo de investigadores con miembros del MIT, IBM, El JPL de la NASA y la Universidad de Columbia han desarrollado un proceso que permite la integración escalable de detectores de fotón único de nanocables superconductores (SNSPD) en una variedad de circuitos fotónicos. En su artículo publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , el equipo describe su nuevo proceso y por qué creen que podría conducir algún día a un práctico procesador cuántico fotónico en un chip.
Los científicos han estado trabajando duro para construir una computadora cuántica durante varios años. y si bien los resultados a veces han sido prometedores, es evidente que todavía queda un largo camino por recorrer. Para que una computadora así funcione, se debe crear un procesador cuántico de algún tipo. La idea actual es que dicho procesador probablemente estará basado en fotones (porque son relativamente fáciles de entrelazar y porque pueden manipularse más fácilmente que otros tipos de bits cuánticos) y tendrá que estar basado en chips. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han creado un proceso que permite realizar una integración escalable de SNSPD en varios tipos diferentes de circuitos fotónicos.
Para que funcione una computadora cuántica basada en fotones, sugiere la lógica, deberá ser capaz de detectar y procesar fotones individuales. Se cree que los SNSPD son los detectores de fotón único más prometedores desarrollados hasta ahora, pero, Desafortunadamente, Los procesos desarrollados para construirlos han estado plagados de un gran número de defectos. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han desarrollado un proceso que permite construir cada detector por separado, y colocando solo aquellos que están libres de defectos en un chip óptico. El proceso también requiere construir los chips ópticos por separado utilizando técnicas de fabricación de chips estándar.
El equipo informa que su proceso permite construir matrices de detectores que son más grandes y densos que los construidos antes, y también son más sensibles. Demostraron sus afirmaciones construyendo detectores capaces de manejar el 20 por ciento de los fotones enviados a su manera, diez veces mejor que los métodos anteriores. Cada uno se hizo en membranas del tamaño de un micrón y los que pasaron las pruebas, se transfirieron a una guía de ondas utilizando un microscopio óptico.
El equipo continúa su investigación, ahora enfocándose en construir sistemas en chips más grandes con más capacidades.
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