Vielversprechende Fortschritte in der Quantenlichttechnologie durch Nutzung von Kristalldefekten und Effizienzsteigerungen

BerlinForscher der UC Santa Barbara arbeiten daran, Quantenlicht für zukünftige Technologien zu verbessern. Sie konzentrieren sich darauf, Defekte in Kristallen zur Erzeugung einzelner Photonen zu nutzen. Ihr Ziel ist es, den Zustand der Verschränkung über große Entfernungen stabil zu halten. Dazu müssen sie Photonen in dem Wellenlängenbereich aussenden, den Glasfaserkabel verwenden.

Atomare Schwingungen können Probleme verursachen:

• Atome in ständiger Bewegung
• Energieverlust bei Lichtquellen
• Verringerte Lichtemissions-Effizienz

Das Forscherteam entwickelte Modelle, um diese Vibrationen zu untersuchen. Dabei stellten sie fest, dass die Effizienz der Photonenemission bei der Umstellung von sichtbarem auf infrarotes Licht abnimmt. Sie empfahlen Methoden zur Effizienzsteigerung, wie die Wahl des geeigneten Wirtsmaterials und präzise Anpassungen auf atomarer Ebene.

Photonen sind äußerst bedeutend, da sie das beste Mittel zur Übertragung von Quanteninformationen darstellen. Quantencomputer benötigen ein zuverlässiges Quantennetzwerk, um effizient zu funktionieren, genauso wie unser herkömmliches Internet verbundene Computer erfordert.

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Christopher Van de Walle, Professor an der UCSB, betont, dass die Wahl der richtigen Materialien Effizienzprobleme durch Vibrationen lösen kann. Der leitende Forscher Mark Turiansky und sein Team entdeckten, dass die Verwendung einer photonischen Kavität eine weitere effektive Lösung darstellt. Dieser Ansatz nutzt die Expertise anderer Mitglieder der Quantum Foundry, wie des Computertechnik-Professors Galan Moody.

Diese Verbesserungen könnten erhebliche Auswirkungen haben. Hochwertigere Quantenausstrahler könnten zu folgenden Ergebnissen führen:

• Schnellere und sicherere Quantenkommunikation
• Verbesserte Präzision bei quantenbasierten Sensoranwendungen
• Erweitertes Spektrum für Quantencomputing-Forschung

Die Zukunft könnte eine Welt bringen, in der alles durch Quantentechnologie vernetzt ist. Der Fortschritt bei der Erzeugung von Quantenlicht ist entscheidend für diese Entwicklungen. Forscher an der UCSB entdecken neue Methoden zum Aufbau effizienter Quantennetzwerke. Ihre Modelle und Verfahren machen die Idee eines Quanteninternets immer greifbarer.

Ihre Forschung klärt frühere Probleme und trägt zur Entwicklung neuer Ideen bei. Dies kann die Verbesserung von Emittern vorantreiben, die für den Fortschritt der Quantentechnologie von Bedeutung sind. Diese Fortschritte könnten dazu führen, dass Quanten-Geräte im Alltag verbreitet werden.