Quantum dot LED'er, der kan producere sammenfiltrede fotoner

Quantum computing er bebudet som den næste revolution i form af global computing. Google, Intel og IBM er blot nogle af de store navne, der investerer millioner i øjeblikket inden for kvantecomputere, hvilket vil muliggøre hurtigere, mere effektiv databehandling er nødvendig for at opfylde kravene til vores fremtidige databehandlingsbehov.

Nu har en forsker og hans team ved Tyndall National Institute i Cork taget et 'kvantespring' ved at udvikle et teknisk trin, der kunne muliggøre brugen af ​​kvantecomputere hurtigere end forventet.

Konventionel digital databehandling bruger "tænd-sluk"-kontakter, men kvanteberegning ser ud til at udnytte kvantetilstanden af ​​sager - såsom sammenfiltrede fotoner af lys eller flere tilstande af atomer - til at indkode information. I teorien, dette kan føre til meget hurtigere og mere kraftfuld computerbehandling, men teknologien til at understøtte kvantecomputere er i øjeblikket vanskelig at udvikle i skala.

Forskere ved Tyndall har taget et skridt fremad ved at lave quantum dot light-emitting diodes (LED'er), der kan producere sammenfiltrede fotoner (hvis handlinger er forbundet), teoretisk muliggør deres brug til at kode information i kvanteberegning.

Det er ikke første gang, der er lavet LED'er, der kan producere sammenfiltrede fotoner, men de metoder og materialer, der er beskrevet i det nye papir, har vigtige konsekvenser for fremtiden for kvanteteknologier, forklarer forsker Dr. Emanuele Pelucchi, Leder af Epitaxy and Physics of Nanostructures og medlem af Science Foundation Ireland-finansierede Irish Photonic Integration Center (IPIC) ved Tyndall National Institute i Cork.

"Den nye udvikling her er, at vi har konstrueret et skalerbart array af elektrisk drevne kvanteprikker ved hjælp af let fremskaffede materialer og konventionelle halvlederfremstillingsteknologier, og vores metode giver dig mulighed for at dirigere positionen af ​​disse kilder til sammenfiltrede fotoner, " han siger.

"At være i stand til at kontrollere positionerne af kvanteprikkerne og bygge dem i skala er nøglefaktorer til at understøtte mere udbredt brug af kvantecomputerteknologier, efterhånden som de udvikler sig."

Tyndall-teknologien bruger nanoteknologi til at elektrificere arrays af de pyramideformede kvanteprikker, så de producerer sammenfiltrede fotoner. "Vi udnytter iboende nanoskalaegenskaber af hele den "pyramideformede" struktur, i særdeleshed, en konstrueret selvsamlet vertikal kvantetråd, som selektivt injicerer strøm i nærheden af ​​en kvanteprik, " forklarer Dr Pelucchi.

"De rapporterede resultater er et vigtigt skridt mod realiseringen af ​​integrerede kvantefotoniske kredsløb designet til kvanteinformationsbehandlingsopgaver, hvor tusinder eller flere kilder ville fungere i forening."

"Det er spændende at se, hvordan forskningen hos Tyndall fortsætter med at bryde ny vej, især i forhold til denne udvikling inden for kvanteberegning. Dr. Pelucchis betydelige gennembrud fremmer vores forståelse af, hvordan man kan udnytte mulighederne og kraften ved kvanteberegning og fremskynder uden tvivl fremskridt på dette område internationalt. Fotonik-innovationer fra IPIC-teamet hos Tyndall kommercialiseres på tværs af en række sektorer og som et resultat heraf, vi driver direkte global innovation gennem vores investering, talent og forskning på dette område, " sagde Dr Kieran Drain, CEO hos Tyndall National Institute.