Perangkat ini memiliki “potensi luar biasa” untuk membangun chip kuantum kecil yang kuat, menurut tim dari University of Electronic Science and Technology of China (UESTC), Universitas Tsinghua, dan Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology.
Sumber cahaya menghasilkan pasangan partikel cahaya terjerat kuantum-mekanis yang dapat digunakan untuk membawa informasi.
Dibandingkan dengan sumber cahaya kuantum yang ada berdasarkan bahan-bahan seperti silikon nitrida dan indium fosfida, perangkat baru ini memiliki rentang panjang gelombang yang jauh lebih luas dan dapat digunakan untuk membangun komponen utama lainnya dari sirkuit kuantum, mereka melaporkan dalam jurnal Physical Review Letters bulan lalu.
“Kami menunjukkan bahwa galium nitrida adalah platform bahan kuantum yang baik untuk informasi kuantum fotonik, di mana generasi cahaya kuantum sangat penting,” kata penulis utama hou Qiang dari UESTC kepada Physics Magaine.
“Platform galium nitrida menawarkan prospek yang menjanjikan untuk memajukan chip kuantum fotonik dalam waktu dekat.”
Ahli optik kuantum Thomas Walther dari Technical University of Darmstadt di Jerman mengatakan kepada Physics Magaine bahwa pekerjaan itu adalah “langkah maju yang besar” karena dapat memotong biaya pembuatan sistem semacam itu dan membuatnya jauh lebih kompak dan kasar daripada sekarang.
Dalam percobaan mereka, Hou dan rekan-rekannya pertama kali menumbuhkan film tipis GaN pada lapisan safir. Kemudian mereka mengukir cincin dalam film yang berukuran 120 mikrometer, memungkinkan partikel cahaya dari sinar laser untuk melakukan perjalanan di sekitar cincin.
Ketika para peneliti memasukkan sinar laser inframerah ke dalam film GaN, beberapa partikel cahaya terperangkap dan menjadi “beresonansi” berpasangan.
Karena efek yang dikenal sebagai pencampuran empat gelombang spontan, beberapa pasangan resonansi memunculkan sepasang partikel cahaya baru yang terjerat satu sama lain.
Tingkat keterikatan yang dihasilkan oleh cincin GaN “sebanding” dengan tingkat yang diukur untuk sumber cahaya kuantum lainnya, hou mengatakan kepada Physics Magaine.
Rentang panjang gelombang output juga diperpanjang dari 25,6 nanometer dengan bahan sebelumnya menjadi 100 nanometer dengan perangkat baru.
“Dengan menyediakan lebih banyak sumber daya panjang gelombang, kami akan dapat memenuhi kebutuhan lebih banyak pengguna yang berharap dapat mengakses jaringan kuantum melalui panjang gelombang yang berbeda,” kata Hou kepada Science and Technology Daily pada hari Kamis.
Selain sumber cahaya kuantum, GaN juga merupakan bahan yang menjanjikan untuk membuat komponen lain dari sirkuit kuantum, termasuk laser pompa dan detektor partikel cahaya, menurut tim.
“Platform GaN memegang janji yang cukup besar untuk sirkuit terpadu fotonik kuantum all-on-chip dibandingkan dengan platform yang ada,” kata mereka.