आवृत्ति-एनकोडेड/मल्टीप्लेक्स क्वांटम गणना, संचार और नेटवर्किंग प्रोटोकॉल को लागू करने और विभिन्न के बीच वर्णक्रमीय बेमेल को पाटने के लिए गैर-शास्त्रीय प्रकाश की आवृत्ति और बैंडविड्थ में हेरफेर करना आवश्यक है। क्वांटम सिस्टम. हालाँकि, क्वांटम वर्णक्रमीय नियंत्रण के लिए प्रकाश, माइक्रोवेव, या ध्वनिकी द्वारा मध्यस्थता वाली एक मजबूत गैर-रैखिकता की आवश्यकता होती है, जिसे उच्च दक्षता, कम शोर और एक एकीकृत चिप पर महसूस करना चुनौतीपूर्ण है।
हार्वर्ड के जॉन ए पॉलसन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंसेज (एसईएएस) के एप्लाइड वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने हाल ही में एक एकीकृत इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर बनाया है जो एकल की आवृत्ति और बैंडविड्थ को प्रभावी ढंग से संशोधित करता है। फोटॉनों. क्वांटम नेटवर्क और अधिक परिष्कृत क्वांटम कम्प्यूटिंग डिवाइस से भी फायदा हो सकता है.
एक फोटॉन को आम तौर पर एक शक्तिशाली लेजर बीम के साथ क्रिस्टल में प्रवाहित करके एक रंग से दूसरे रंग में परिवर्तित किया जाता है; हालाँकि, यह विधि आमतौर पर अप्रभावी और ज़ोरदार है। एक अधिक प्रभावी तकनीक चरण मॉड्यूलेशन है, जिसमें परिवर्तन के लिए फोटॉन तरंग के दोलन को तेज या धीमा कर दिया जाता है। फोटॉन की आवृत्ति. हालाँकि, एक चिप पर इलेक्ट्रो-ऑप्टिक चरण मॉड्यूलेटर को शामिल करना चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है।
ऐसे अनुप्रयोगों के लिए पतली-फिल्म लिथियम नाइओबेट उपयुक्त हो सकता है।
एसईएएस में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के टियांटसाई लिन प्रोफेसर और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक मार्को लोन्कर ने कहा, “हमारे काम में, हमने पतली-फिल्म लिथियम नाइओबेट पर एक नया मॉड्यूलेटर डिज़ाइन अपनाया, जिससे डिवाइस के प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ। इस एकीकृत मॉड्यूलेटर ने एकल फोटॉन की रिकॉर्ड-उच्च टेराहर्ट्ज़ आवृत्ति शिफ्ट हासिल की।
टाइम लेंस के रूप में उसी मॉड्यूलेटर का उपयोग करते हुए, टीम ने एक फोटॉन के वर्णक्रमीय आकार को मोटे से पतले में बदल दिया।
डि झू, पेपर के पहले लेखक, कहा, “हमारा उपकरण पारंपरिक बल्क डिवाइस की तुलना में बहुत अधिक कॉम्पैक्ट और ऊर्जा-कुशल है। अधिक परिष्कृत क्वांटम प्रकाश नियंत्रण का एहसास करने के लिए इसे एक ही चिप पर विभिन्न शास्त्रीय और क्वांटम उपकरणों के साथ एकीकृत किया जा सकता है।
वैज्ञानिक आगे अनुप्रयोगों के लिए क्वांटम उत्सर्जकों की आवृत्ति और बैंडविड्थ को नियंत्रित करने के लिए डिवाइस का उपयोग करना चाहते हैं क्वांटम नेटवर्क.
जर्नल संदर्भ:
- झू, डी., चेन, सी., यू, एम. एट अल। एक एकीकृत पतली-फिल्म लिथियम नाइओबेट मॉड्यूलेटर का उपयोग करके गैर-शास्त्रीय प्रकाश दालों का वर्णक्रमीय नियंत्रण। लाइट साइंस ऐपल 11, 327 (2022)। डीओआई: 10.1038/s41377-022-01029-7
