Metode Baru Merevolusi Transfer Informasi Kuantum Lintas Panjang Gelombang

Esiklopedia Telkom University Portal rangkuman informasi dari semua cabang pengetahuan 3 hari ago

0 3 2 minutes read

Metode Baru Merevolusi Transfer Informasi Kuantum Lintas Panjang Gelombang

Ilustrasi Seni Informasi Energi Fisika Kuantum — Para peneliti di SJTU telah mengembangkan metode baru untuk konversi frekuensi broadband, meningkatkan transfer data dan jaringan kuantum melalui peningkatan pemrosesan optik. Kredit: SciTechDaily.com

Terobosan baru-baru ini dalam konversi frekuensi telah mencapai bandwidth yang besar, membuka kemungkinan baru untuk transfer informasi kuantum yang lebih efisien dan sistem fotonik terintegrasi yang canggih.

Kemajuan teknologi informasi kuantum memungkinkan transfer data lebih cepat dan efisien. Namun, tantangan terbesarnya terletak pada transfer qubit—unit dasar informasi kuantum—di berbagai panjang gelombang sambil mempertahankan sifat pentingnya, seperti koherensi dan keterjeratan.

Seperti dilansir di Fotonik Tingkat Lanjutpeneliti dari Shanghai Jiao Tong University (SJTU) baru-baru ini membuat kemajuan signifikan di bidang ini dengan mengembangkan metode baru untuk konversi frekuensi broadband, sebuah langkah penting untuk jaringan kuantum masa depan.

Konversi Panjang Gelombang yang Ditingkatkan Untuk Memajukan Jaringan Informasi Kuantum — (a) Skema resonator trek balap birefringent pada TFLN potong-X, di mana cahaya pita SH mengalami hibridisasi mode dalam pandu gelombang setengah lingkaran. (b) Prinsip SQPM. Inset: memvariasikan intensitas SQPM SHG dengan koefisien nonlinier efisien yang dibalik secara berkala (m=5), dan perbandingan antara proses SHG di bawah pencocokan fase sempurna (PPM), QPM, SQPM, dan ketidakcocokan fase (PMM). (c) Indeks bias efektif mode hibrid pada pita SH dan mode TE0 pada pita FW dalam pandu gelombang setengah lingkaran, dan dispersi ketidakcocokan vektor di antara keduanya. (d) Rata-rata dispersi ketidaksesuaian vektor versus panjang gelombang FW yang berbeda, yang positif pada pandu gelombang lurus dan negatif pada pandu gelombang setengah lingkaran. Kredit: T. Yuan, J. Wu, dkk., doi 10.1117/1.AP.6.5.056012

Tim SJTU fokus pada teknik menggunakan film tipis lithium niobate (TFLN) X-cut, bahan yang dikenal karena sifat optik nonliniernya. Mereka mencapai generasi harmonik kedua broadband—sebuah proses penting untuk mengubah cahaya dari satu panjang gelombang ke panjang gelombang lainnya—dengan bandwidth luar biasa hingga 13 nanometer.

Hal ini dicapai melalui proses yang disebut hibridisasi mode, yang memungkinkan kontrol yang tepat atas konversi frekuensi dalam resonator arena pacuan kuda mikro.

Penerapan Teknologi Secara Luas

Menurut penulis koresponden Profesor Yuping Chen, “Proses nonlinier orde kedua yang efisien dengan bandwidth pompa yang dapat diatur secara luas telah menjadi tujuan yang telah lama dicapai, karena aplikasi yang luas dalam jaringan multipleksing divisi panjang gelombang, nonlinier pulsa ultrapendek, distribusi kunci kuantum, dan generasi sumber foton tunggal broadband.”

Geometri Struktural yang Dirancang Dispersi Memungkinkan Ketidaksesuaian Kecepatan Grup dari Lampu yang Berinteraksi Dihaluskan hingga Nol, untuk Konversi Frekuensi Rentang Luas — Geometri struktural yang dirancang dengan dispersi memungkinkan ketidaksesuaian kecepatan grup dari cahaya yang berinteraksi dihaluskan hingga nol, untuk konversi frekuensi rentang luas. Kredit: T. Yuan, J. Wu, dkk., doi 10.1117/1.AP.6.5.056012

Dia menambahkan, “Berkat kemajuan besar dalam teknologi fabrikasi pada platform TFLN, pekerjaan ini akan membuka jalan bagi konversi frekuensi nonlinier skala chip antara pulsa optik ultrashort dan bahkan keadaan kuantum.”

Terobosan ini dapat mempunyai implikasi luas pada sistem fotonik terintegrasi. Dengan mengaktifkan konversi frekuensi yang dapat disetel pada chip, hal ini membuka pintu bagi peningkatan sumber cahaya kuantum, multiplexing berkapasitas lebih besar, dan pemrosesan informasi optik multisaluran yang lebih efektif. Ketika para peneliti terus mengeksplorasi teknologi ini, potensi perluasan jaringan informasi kuantum semakin besar, membawa kita semakin dekat untuk mewujudkan kemampuan penuhnya dalam berbagai aplikasi.

Referensi: “Peningkatan bandwidth nonlinier skala chip melalui hibridisasi mode birefringent” oleh Tingge Yuan, Jiangwei Wu, Xueyi Wang, Chengyu Chen, Hao Li, Bo Wang, Yuping Chen, dan Xianfeng Chen, 18 September 2024, Fotonik Tingkat Lanjut.
DOI: 10.1117/1.AP.6.5.056012