About / Advertise
Chalmers gör router för en enda foton
En kvantrouter som med hög precision kan styra en enda foton till endera av två utgångar har visats upp av professor Per Delsing på Chalmers. Routern kan bli en viktig komponent i framtida kvantdatorer. Routern utgår från en konstgjord atom, i praktiken två nanolitograferade aluminiumbitar med två josephsonövergångar emellan. Den konstgjorda atomen, eller "qubit" som den kallas i kvantfysiksammanhang, är supraledande vid 25 mK. På qubiten skickades mikrovågor i en mikrovågstransmissionsledning.
– I vanliga fall studsar då fotonerna tillbaka i 99,6 procent av fallen. Men vi har visat att vi med en puls kan få atomen att öppna sig – som en kran – och då släppa igenom fotonen, förklarar Per Delsing för Elektroniktidningen.
Tack vare kontrollpulsen kan alltså enskilda fotoner fås att antingen studsa eller åka rakt fram, och enligt Delsing fungerar detta ner på enfotonnivå.
– Tidigare försök har gjorts med vanliga atomer, men då får man en reflektion på bara 12 procent i stället för våra 99,6 procent, säger han.
Att styra om routern från den ena porten till den andra tar bara några nanosekunder. Och enligt Per Delsing är det tämligen enkelt att bygga ut konceptet så att routern får fyra eller sex portar.
– Det är en av de saker vi fokuserar på nu, säger han.
Ett annat spår är att använda fler qubitar i samma transmissionsledning som då kan interagera med fler fotoner.
För framtida kvantdatorer, där fotoner är informationsbärare, kan denna router få stor betydelse. Exempelvis kan de användas för att fördela beräkningar och skicka information mellan olika delar av datorn. Embryon till kvantdatorliknande komponenter har tagits fram, men tillämpningarna är minst sagt begränsade. Om de en dag blir verklighet så kommer de dock att ha beräkningsförmåga som vida överstiger dagens halvledarbaserade beräkningsmaskiner.
Två supraledande alumiumbitar tjänstgör som en konstgjord atom, en "qubit", i enfotonsroutern. Bild från Per Delsings artikel i Physical Review Letters.
