Fysikere udvikler teknologi til at transformere information fra mikrobølger til optisk lys

Fysikere ved University of Alberta har udviklet teknologi, der kan oversætte data fra mikrobølger til optisk lys - et fremskridt, der har lovende anvendelser i den næste generation af superhurtige kvantecomputere og sikker fiberoptisk telekommunikation.

"Mange kvantecomputerteknologier virker i mikrobølgeregimet, mens mange kvantekommunikationskanaler, såsom fiber og satellit, arbejde med optisk lys, " forklarede Lindsay LeBlanc, der har Canada Research Chair i Ultracold Gasses for Quantum Simulation. "Vi håber, at denne platform kan bruges i fremtiden til at transducere kvantesignaler mellem disse to regimer."

Den nye teknologi virker ved at indføre en stærk vekselvirkning mellem mikrobølgestråling og atomgas. Mikrobølgerne moduleres derefter med et lydsignal, indkodning af information i mikroovnen. Denne modulation ledes gennem gasatomerne, som derefter sonderes med optisk lys for at kode signalet ind i lyset.

"Denne overførsel af information fra mikrobølgedomænet til det optiske domæne er nøgleresultatet, " sagde LeBlanc. "Bølgelængderne af disse to bæresignaler adskiller sig med en faktor på 50, 000. Det er ikke let at transducere signalet mellem disse regimer, men denne overførsel beviser, at dette er muligt."

LeBlanc og forskere i hendes laboratorium, inklusive kandidatstuderende Andrei Tretiakov og bachelorstuderende Timothy Lee, arbejdet tæt sammen med fysikeren John P. Davis og hans forskningsgruppe, inklusive kandidatstuderende Clinton Potts, at udvikle teknologien.

LeBlanc og Davis er en del af Quanta, et NSERC CREATE-program designet til at træne kandidatstuderende i nye kvanteteknologier.

"Denne idé opstod ved at have samtaler og møde i Quanta-gruppen - og det viste sig at fungere lige så godt eller bedre, end vi først forventede, " sagde LeBlanc.

"Denne form for opdagelsesdrevet forskning kan være meget frugtbar, og lede os til nye muligheder."

Studiet, "Atomisk mikrobølge-til-optisk signaltransduktion via magnetfeltkobling i et resonant mikrobølgehulrum, " blev offentliggjort i Anvendt fysik bogstaver .