新型芯片实现两种通信网络纠缠：量子计算提速几个数量级！

2021-10-19 11:21

当地时间10月18日，罗彻斯特理工学院(RIT)和国家光子设备公司AdvR的研究人员宣布成功设计并建造了一个量子芯片原型。开发人员表示，该原型能够将传统光纤网络与量子计算网络连接起来。

使用这种芯片，并通过更好地将两种通信技术纠缠或整合，量子计算机将能够以比现有计算机快几个数量级的速度处理数据，并更安全地在网络上传输信息。

图源：罗彻斯特理工学院(RIT)

RIT项目团队的首席研究员Stefan Preble表示，基于量子力学的速度和安全性，加上更高的传感能力，该技术平台可以进一步改善药物开发或成像的计算应用。

该项目的基本技术概念包括在各种波长(可见和不可见)上进行操作，以在基于原子、量子系统和光纤基础设施的量子节点之间建立连接。

通常，集成光子芯片是由硅制成的，而硅一直是芯片制造的首选材料。但可惜的是，硅不能在可见光波长下工作，因此需要利用原子的量子节点的波长。

研究人员正在将可见光光子与硅量子光子芯片集成在KTP芯片中。这种类型的技术集成将使未来的量子互联网成为可能。

目前，AdvR联合首席研究员、RIT理学院助理教授格雷戈里·豪兰(Gregory Howland)正在评估一系列波长和材料。在以往实验中，可见光波长的光子不能有效地通过光纤传输。而该团队则发现了一种能够与硅光子芯片连接的量子兼容材料的潜力：

这种名为磷酸钛钾(KTP)的材料被用来制造芯片，然后与硅光子芯片相连接，开发出一种混合量子光子集成电路。该电路比传统芯片具有更高的灵敏度和功能。

这种材料的优点之一是可以使用传统的光刻技术形成波导，这使得阵列的输出能够匹配硅光子集成电路输入的间距和模态几何。另外，该项目团队成员、AdvR的光学工程师托德·霍桑(Todd Hawthorne)称，它还具有很高的抗光学损伤能力。

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