Uma equipe de pesquisadores da Rice University criou uma nova maneira de controlar a interação da luz usando uma estrutura especial de engenharia chamada Cavidade Photônica-Sofista 3D. O trabalho deles, publicado na revista ComunicaçãoA base das tecnologias que podem permitir o progresso da computação quântica, comunicação quântica e outra tecnologia de base quântica.
“Imagine ficar em uma sala cercada por um espelho”, disse Fuang Tee, um ex -aluno do programa de formatura de física aplicada de Rice e o primeiro autor da pesquisa. “Se você brilhar uma lanterna dentro do interior, a luz saltará por trás da luz continuamente. Isso é semelhante à maneira como uma cavidade óptica funciona – uma estrutura adequada que faz com que a luz salte em certos padrões” “” “
Esses padrões, incluindo frequência separada, são chamados de modo de cavidade e podem ser usados para aumentar as interações de matéria de luz, elas possibilitam processar dados quânticos, desenvolver laser e sensor de alto dependente e criar melhores circuitos fotônicos e rede de fibra óptica. As cavidades ópticas podem ser difíceis de criar, de modo que o mais usado é uma estrutura simples e acredic.
Antecipação, Ali Mojibpur, Ali Mojibpur e outros membros da equipe, criaram uma cavidade óptica 3D complexa juntos e a usaram para estudar como ele interage com uma fina camada de elétrons de filtro livre em contato com o campo magnético estático. A principal questão de sua investigação foi o que aconteceu quando vários modos de cavidade se comunicam com elétrons simultaneamente.
“É bem conhecido elétrons em contato entre si, mas os fótons não”, disse Junichiro Kono, professor de engenharia eletrônica e de computadores e ciência de materiais e autora de nanoinaginning e pesquisa, Junichiro Kono Engineering. “Essa cavidade envolve a luz, que aprimora fortemente os campos magnéticos eletrônicos e leva a uma forte conexão entre luz e substância, a superposição quântica declara-a chamada polariton”.
Os polaritons, que também são conhecidos como estados híbridos de matéria de luz, apresentam uma maneira de controlar a luz e a manipulação em escalas muito pequenas, o que pode permitir a tecnologia quântica e de comunicação quântica rápida e mais sustentada por energia. Os polaritons também podem se comportar em conjunto, estados quânticos cobertos que podem ser usados para novos tipos de circuitos e sensores quânticos.
Se os fótons e elétrons de ligação à interação na polaritona forem extremamente intensos – onde a troca de energia entre luz e substância é tão rápida que resiste aos resíduos – uma nova governança é efetivamente conhecida como acoplamento ultrang.
“O acoplamento UltraTrong descreve um modo anormal de luz e substância, onde os dois são profundamente hibridizados”, disse Tie, atualmente pesquisador pós -dicto da Universidade de Columbia.
Os pesquisadores costumavam monitorar os desafios experimentais, como a necessidade de temperatura ultracold e fortes requisitos de campo magnético dentro da cavidade óptica 3D.
Eles não veram apenas que os modos de cáries diferentes estavam em contato com elétrons em execução em um sistema de acoplamento ultratrang, mas também que esse acoplamento multimodal de fábrica de luz depende da polarização da luz leve, que desencadeia uma interação de duas variantes.
“Dependendo da polarização da luz, os modos de cavidade são independentes ou se misturam, criando um novo modo híbrido”, disse T. “Isso sugere que podemos fazer engenheiros onde os eletrônicos de campo magnético criam novos estados relacionados pela ‘conversa’ de diferentes cavidades entre os eletrônicos”.
Se os pesquisadores inicialmente estivessem focados em como a cavidade de cristal fotônica 3D serviu para melhorar a conexão de vertícios da luz, a apreciação de que a configuração poderia ser usada para induzir “Ah Moment” na pesquisa e disse o professor assistente de engenharia de computadores e disse Andre Biidin.
“Esse acoplamento de fótons de fótons da mídia de media pode causar cálculos quânticos e novos protocolos e algoritmos na comunicação quântica”, disseram alguns.
O professor assistente de engenharia elétrica e de computadores, Alessandro Alabastry, desenvolveu uma imitação da estrutura da cavidade com Stephen Sanders, um pesquisador pós -dótico em seu laboratório, que fez as características dos elementos observados durante o exame e o movimento da dinâmica do campo magnético eletrônico.
Além do aspecto experimental do Alabastry, ele apreciou o empate por seu interesse em entender o aspecto da simulação do trabalho.
“Ele é um experimentalista, mas o que eu acho realmente interessante é que ele estava realmente disposto a aprender a parte do cálculo”, disse Alabastri.
As interações de engenharia e o Fotton-Photon-Photon fornecem uma nova abordagem para o acoplamento, os resultados do estudo abrem caminho para o desenvolvimento de processadores quânticos hipócritas, transmissão de dados de alta velocidade e desenvolvimento dos sensores de próxima geração.
“Os fenômenos quânticos ou estados são famosamente frágeis”, diz Cono quem atua como diretor do Instituto Smalli-Carl de Rice. “A cavidade eletrodinâmica quântica é um campo emergente de pesquisa para a tecnologia quântica, onde o cenário da cavidade fornece um ambiente controlado para proteger e usar estados quânticos. Estávamos muito ativos na pesquisa em ciências quânticas em arroz – estamos enfrentando alguns dos principais desafios do campo”.
O trabalho foi apoiado pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA (W 911 NF 2110157), Gordon e Betty Moore Foundation (11520), WM Cake Foundation (995764) e Robert A. Welch Foundation (C -1509). O conteúdo aqui é completamente responsável pelos autores e não apresenta necessariamente as opiniões oficiais das agências e agências de fundos.