Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне придумали, как сделать оптический квантовый вычислитель компактнее и удобнее. Авторы новой работы создали оптический изолятор на чипе. Этот элемент во много раз меньше, чем тот, что используется в обычных оптических квантовых вычислителях.

Суть работы оптического изолятора в том, что он предотвращает распространение света в обратном направлении — обычно это происходит в любых средах для транспортировки фотонов.

Если такой процесс нужно контролировать в крупной установке, то обычно используют магнитооптические изоляторы. Но есть проблема — чип и сильные магнитные поля несовместимы при работе. Исследователи придумали, как это обойти. Они применили звуковые волны, так как они могут прямо воздействовать на фотоны.

Простота изготовления является ключевым фактором — с нашим подходом вы можете печатать оптические изоляторы, которые хорошо работают для любой длины волны, которая вам нужна, и все это на одном чипе в одно и то же время. Это просто невозможно при других подходах, – Огулкан Орсел, аспирант кафедры электротехники Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне.

В результате ученые предложили использовать кольцевой звуковой резонатор с оптическими волноводами. Свет, который исходит от лазера, проходит через область с резонатором и двигается дальше. Если использовать такую схему, то обратно по световоду будет отражаться только один из 10 тыс. фотонов. Фотоны не поглощаются и не отражаются, а просто проходят дальше.

В результате получается решение, которое потенциально может уменьшить конструкцию квантовых оптических процессоров. Также, отмечают авторы, их резонатор можно сделать так, чтобы он пропускал только определенную длину волны света. Это значит, что такой чип можно будет тонко настраивать уже на этапе производства.