Der erste elektronisch-photonenbasierte Quantenchip auf einem Kristall

Forscher mehrerer Universitäten in den USA haben die Entwicklung des ersten elektronisch-photonenbasierten Quantenchips auf einem Kristall bekannt gegeben.

Besonderheiten des Quantenchips auf einem Kristall

Der 45-Nanometer-Kristall verfügt über 12 miteinander synchronisierte und unabhängige Quantenlichtquellen sowie stabilisierende Elektronik. Dieses Gerät eröffnet neue Perspektiven für die Schaffung skalierbarer Prozesse und garantiert zuverlässige Ströme korrelierter Photonenpaare.

Für die Quantencomputertechnologie ist ein konstanter Photonenfluss von grundlegender Bedeutung. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, 12 winzige „Lichtquantenfabriken” auf dem Chip unterzubringen, von denen jede nicht größer als 1 Millimeter ist.

Der Prozess funktioniert so, dass die Fabriken von einem Laser gespeist werden und mithilfe von Mikroringresonatoren Photonenpaare erzeugen. Diese Resonatoren reagieren sehr empfindlich auf Temperaturänderungen, daher haben die Forscher auch ein System zur Stabilisierung der Resonatoren hinzugefügt.

Selbst bei Temperaturänderungen muss jeder Resonator mit der Laserstrahlung synchronisiert sein. Da die Wissenschaftler für jede Quelle eine integrierte Rückkopplung hinzugefügt haben, verläuft der Prozess recht vorhersehbar, was eine der wichtigsten Voraussetzungen für die weitere Skalierung von Quantensystemen ist.