Ένα πολλά υποσχόμενο βήμα προς την υλοποίηση του κβαντικού διαδικτύου πραγματοποίησαν πρόσφατα διεθνείς ερευνητικές ομάδες, στοχεύοντας στη δημιουργία ενός νέου τύπου πηγής κβαντικού φωτός, ικανής να ενσωματωθεί σε υπάρχοντα οπτικά δίκτυα. Στο επίκεντρο αυτής της καινοτόμου προσπάθειας βρίσκεται η πρόκληση της ενοποίησης πηγών κβαντικού φωτός με κβαντικές μνήμες, μια τεχνολογική ένωση που μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν σχεδόν αδύνατη.
«Έχουμε θέσει έναν εξαιρετικά φιλόδοξο στόχο, όμως διαθέτουμε και μια ιδιαίτερα ικανή ομάδα. Η ενοποίηση των πηγών φωτός με τις μνήμες είναι ίσως το πιο απαιτητικό σκέλος του έργου, αλλά πλέον έχουμε μπροστά μας μια ρεαλιστική διαδρομή», δήλωσε ο Søren Stobbe, καθηγητής στο Technical University of Denmark (DTU) και συντονιστής του έργου.
Η ερευνητική στρατηγική βασίζεται στη χρήση νανοφωτονικών κυκλωμάτων από το DTU, τα οποία συνδυάζονται με τεχνολογίες αιχμής σε τομείς όπως τα νανοϋλικά, η νανοηλεκτρομηχανική, η νανολιθογραφία και οι κβαντικές υποδομές. Παρόλο που υπάρχουν σήμερα αρκετοί τύποι πηγών κβαντικού φωτός, κανένας δεν πληροί ταυτόχρονα τις δύο βασικές απαιτήσεις: συμβατότητα με κβαντικές μνήμες και ταυτόχρονη λειτουργία μέσω οπτικών ινών.
Ο μοναδικός υποσχόμενος υποψήφιος για αυτόν τον ρόλο φαίνεται να είναι το στοιχείο Έρβιο. Αν και λειτουργεί στις ίδιες συχνότητες με εκείνες που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη οπτική επικοινωνία (στην περιοχή C-band των τηλεπικοινωνιών) η φυσική αλληλεπίδρασή του με το φως είναι εξαιρετικά ασθενής. Η ομάδα του DTU κατάφερε να ενισχύσει δραστικά αυτή την αλληλεπίδραση μέσω καινοτόμων νανοφωτονικών τεχνικών, ανοίγοντας τον δρόμο για τη χρησιμοποίηση του έρβιου ως βασικό συστατικό των μελλοντικών κβαντικών δικτύων.
Την ίδια στιγμή, το Ερευνητικό Κέντρο HZDR στη Γερμανία συνεισφέρει στη δημιουργία νέων πηγών κβαντικού φωτός βασισμένων στο πυρίτιο – το βασικό υλικό των ηλεκτρονικών συσκευών. Σύμφωνα με τον Dr. Yonder Berencén, επικεφαλής του project στο HZDR, «στόχος μας είναι να εμφυτεύσουμε άτομα ερβίου σε μικροσκοπικές δομές πυριτίου, χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές ιοντικής δέσμης, και να μελετήσουμε πώς η χρήση εξαιρετικά καθαρού πυριτίου μπορεί να ενισχύσει την απόδοσή τους». Όπως εξηγεί, αυτή η προσέγγιση ενδέχεται να οδηγήσει στη δημιουργία αποδοτικών και άμεσα ενσωματώσιμων κβαντικών διατάξεων, συμβατών με την υπάρχουσα τεχνολογική υποδομή.
[via]
