پیشرفت در فناوری اطلاعات کوانتومی، راه را برای انتقال سریع‌تر و کارآمدتر داده‌ها هموار می‌کند. یک چالش کلیدی اطمینان از این است که کیوبیت‌ها –واحدهای بنیادین اطلاعات کوانتومی- می‌توانند بین طول موج‌های گوناگون بدون از دست دادن ویژگی‌های اساسی خود مانند انسجام و درهم‌تنیدگی منتقل شوند.

به نقل از فیز، پژوهشگران «دانشگاه جیائو تونگ شانگهای»(SJTU) اخیرا با ابداع روش جدیدی برای تبدیل فرکانس پهن‌باند که یک گام حیاتی برای شبکه‌های کوانتومی آینده است، اقدامات مهمی را در این زمینه انجام داده‌اند.

این گروه پژوهشی روی روش جدیدی با استفاده از «لایه نازک لیتیوم نیوبات»(TFLN) تمرکز کردند. این ماده به دلیل ویژگی‌های نوری غیرخطی خود شناخته شده است. پژوهشگران با این کار به نسل دوم هارمونیک پهن‌باند با پهنای باند قابل توجه تا ۱۳ نانومتر دست یافتند. این یک فرآیند مهم برای تبدیل نور از یک طول موج به طول موج دیگر است. این امر از طریق فرآیندی به نام هیبریداسیون انجام شد که امکان کنترل دقیق تبدیل فرکانس را در یک تشدیدکننده ریز فراهم می‌کند.

پروفسور «یوپینگ چن»(Yuping Chen) از پژوهشگران این پروژه گفت: یک فرآیند غیرخطی کارآمد با پهنای باند قابل تنظیم، به دلیل کاربردهای گسترده در شبکه‌های چندگانه تقسیم طول موج، غیرخطی بودن پالس فوق کوتاه، توزیع کلید کوانتومی و تولید منبع تک فوتونی پهن‌باند، یک هدف بلندمدت بوده است. این پژوهش به لطف پیشرفت بزرگ در فناوری ساخت مبتنی بر پلتفرم TFLN، راه را برای تبدیل فرکانس غیرخطی در مقیاس تراشه بین پالس‌های نوری فوق کوتاه و حتی حالت‌های کوانتومی هموار می‌کند.

این پیشرفت می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای را برای سیستم‌های فوتونیک یکپارچه داشته باشد. با فعال شدن تبدیل فرکانس قابل تنظیم روی تراشه، روزنه‌ای به روی منابع نور کوانتومی پیشرفته، فرآیند هم‌تافتن با ظرفیت بیشتر و پردازش اطلاعات نوری چندکاناله موثرتر باز می‌شود. همان طور که پژوهشگران به ابداع این فناوری‌ها ادامه می‌دهند، پتانسیل گسترش شبکه‌های اطلاعات کوانتومی افزایش می‌یابد و دانشمندان را به درک کامل قابلیت‌های شبکه‌های اطلاعات کوانتومی در کاربردهای گوناگون نزدیک‌تر می‌کند.

این پژوهش در مجله «Advanced Photonics» به چاپ رسید.