Новый конвертер для квантовых сетей

Ученые разработали устройство, которое может связать квантовые компьютеры с оптоволоконными сетями. Оно преобразует микроволновые сигналы в оптические. Это важно, потому что квантовые компьютеры чаще всего используют микроволны, а свет лучше передает информацию на большие расстояния по оптоволокну.

Как это работает?

В основе устройства — слоистый магнитный полупроводник бромид сульфида хрома (CrSBr).

1. При воздействии микроволн в кристалле возникают магноны (волны атомных магнитных моментов).
2. Магноны влияют на экситоны (связанные пары электронов и дырок), которые сильно взаимодействуют со светом.
3. Отраженный от кристалла лазерный свет улавливает оптический сигнал, который точно повторяет микроволновую модуляцию.

Преобразование происходит в диапазоне около 300 МГц, а рабочую частоту можно менять магнитным полем. Удивительно, что эффект наблюдался в объемном кристалле без дополнительных резонаторов.

Перспективы

Хотя преобразование частоты — обычное дело, работа с квантовыми сигналами сложнее. Для передачи отдельных квантовых состояний нужно значительно повысить эффективность и снизить шумы. Исследователи предложили пути улучшения:

• Использование более тонких магнитных пластин.
• Применение микроволновых и оптических резонаторов.

Этот прорыв создает основу для развития квантовых коммуникаций и квантового интернета.

Источник: Время электроники