Ny generation av optiska fibrer skapade för kvantdatorernas framtida behov

StockholmFysiker vid University of Bath har utvecklat nya optiska fibrer som är avsedda för framtidens kvantdatorer. Kvantteknologier har stor potential, inklusive att lösa komplexa problem, skapa nya läkemedel och möjliggöra säker kommunikation.

Dagens optiska fibrer i kabelnätverk har solida kärnor och är inte lämpliga för kvantkommunikation. De nya fibrerna från Bath har en unik kärna med luftfickor som löper genom dem, vilket gör dem bättre för detta ändamål.

Dr. Kristina Rusimova vid University of Bath förklarade att deras fibrer överför ljus på ett unikt sätt. Vanliga fibrer begränsar ljusvåglängderna på grund av kiselglas, vilket inte passar för enskilda fotonkällor, kvantbitar och andra kvantkomponenter. Däremot är Bath-fibrerna utformade för att möta dessa specifika behov.

Viktiga egenskaper inkluderar:

• Mikrostrukturerad kärna med luftfickor
• Kompatibilitet med enfotonkällor och kvantbitar
• Möjlighet att integrera kvantförstärkare

Ljus har potential inom kvantberäkning. Fotoner, som är ljuspartiklar, har speciella egenskaper. En viktig egenskap är kvantintrassling. Två intrasslade fotoner kan dela och påverka varandras information, även om de är långt ifrån varandra. Detta kan leda till mycket kraftfull beräkning. Till skillnad från klassiska bitar kan intrasslade fotoner vara både en etta och en nolla samtidigt.

Dr Cameron McGarry, som tidigare arbetade i Bath, betonade i en nyligen publicerad artikel vikten av ett kvantinternet. Detta nya internet kommer att kräva speciella optiska fibrer som skiljer sig från dem vi använder idag. Dessa fibrer möjliggör storskaliga kvantnätverk och ny teknik.

Läs också:

Idag · 14:53

Avslöja genetiska hemligheter bakom högavkastande äppelträd: framtidens hållbara jordbruk med Fujiäpplen

Forskare diskuterade utmaningarna med att skapa ett kvantinternet. Särskilda fibrer är avgörande för detta. De kommer att underlätta långdistanskommunikation och kvantförstärkare. Kvantförstärkare ökar räckvidden för kvantteknologi.

Specialfiber har många användningsområden utöver att koppla samman nätverksnoder. De kan möjliggöra kvantdatorer vid dessa punkter. Dessutom kan de producera sammanflätade fotoner, ändra våglängder, fungera som lågföredragsomkopplare eller användas som kvantminneslagring.

Dr. McGarry förklarade hur den unika utformningen av dessa fibrer fungerar. Luftfickorna som finns i dem gör att forskare kan ändra ljusets beteende. Detta kan användas för att skapa par av sammanlänkade fotoner, ändra fotonfärger och fånga atomer inuti fibrerna.

Dr. Kerrianne Harrington, en postdoktoral forskare, lyfte fram de snabba framstegen inom mikrostrukturerade optiska fibrer. Dessa är mycket viktiga för industrin. Bath-teamets forskning visar lovande utvecklingar och möjliga fördelar för framtida kvantteknologier.

Dr. Alex Davis, som är en Quantum Career Acceleration-stipendiat, förklarade att dessa fiber kan hålla ljus tätt och transportera det långt. Detta är viktigt för att skapa speciella kvantljustillstånd. De har användningsområden inom kvantdatorer, precisa mätningar och säker data kryptering.

Målet är att utveckla en kvantenhet som fungerar bättre än en vanlig dator. Forskare vid Bath har identifierat utmaningar som kan öppna för nya forskningsområden. De speciella fibrer de har skapat kan föra oss närmare detta mål.