p Um chip fotônico com nada menos que 128 componentes ajustáveis ​​prova ser um verdadeiro "canivete suíço" computacional com uma variedade de aplicações. Durante sua pesquisa sobre a medição de comprimentos de onda de luz usando este chip fotônico, Caterina Taballione, da Universidade de Twente, encontrou outro aplicativo por acaso - enviando fótons únicos através do sistema em vez de luz contínua, os componentes ópticos podem realizar operações quânticas, também. O mesmo chip funciona como um processador quântico fotônico. p Manipular a luz em um chip agora é possível em um nível muito avançado, especialmente usando combinações de materiais. Os pesquisadores podem construir guias de ondas ópticas com perdas muito baixas usando nitreto de silício, ou fontes de luz laser muito estreitas usando fosfeto de índio. O chip que Caterina Taballione está apresentando em sua tese contém muitos componentes que podem dividir ou combinar a luz em canais separados, semelhante a um pátio ferroviário. Ele também possui ressonadores em forma de anel que podem funcionar como um filtro. A força está no fato de que os componentes podem ser controlados de fora, tornando o chip flexível e programável. Ele também tem aplicações em fotônica quântica.

p Controle de temperatura

p Os componentes são controlados por temperatura. O chip tem muitos dos chamados interferômetros Mach-Zehnder, que podem dividir a luz de um a dois canais condutores de luz - guias de ondas. Antes de ambos os canais entrarem novamente, um deles pode ser controlado aplicando uma variação de temperatura. O resultado é que os sinais de ambos os canais não são os mesmos:eles têm fases diferentes. Os componentes em forma de anel também podem ser controlados por temperatura. Desta maneira, Taballione foi capaz de apresentar uma maneira muito precisa de medir comprimentos de onda de luz. Por esta, ela combina o controle de temperatura a uma rede neural artificial.

p 5G

p O sistema é altamente reconfigurável. Isso o torna aplicável no próximo padrão móvel 5G. Neste padrão, os sinais sem fio devem ser direcionados de uma estação base para um usuário com muita precisão. Calculando a melhor combinação de antenas para fazer isso, chamado de "formação de feixe, "normalmente é uma tarefa que o novo chip pode executar rapidamente, com alta eficiência energética.

p Processamento quântico

p Todos esses são aplicativos poderosos que mostram o potencial do chip fotônico. Mas e quanto ao caso de fótons únicos detectáveis ​​separadamente nas entradas, em vez de uma fonte de luz contínua? Nesse caso, os componentes suportam efeitos quânticos típicos como coalescência, emaranhamento e superposição. Os fótons detectados nas saídas são o resultado do processamento quântico usando o controle de temperatura dos componentes. Embora uma única fonte de luz de fóton e detector normalmente operem em baixas temperaturas, o próprio processador quântico opera em temperatura ambiente.

p A computação quântica usando fótons, Portanto, tem uma vantagem sobre o uso de qubits, que só funcionam em temperaturas muito frias. Isso transforma o chip em uma plataforma poderosa para experimentos quânticos, especialmente quando o número de entradas e saídas é ainda mais ampliado, e assim, o número de componentes. Incluir uma única fonte de luz de fóton e detector também tornaria o sistema mais poderoso. Os cientistas da UT envolvidos, portanto, fundaram uma nova empresa chamada QuiX, para tornar o chip amplamente disponível para outros cientistas e departamentos de P&D.