đŸ’„ Ein bedeutender Fortschritt hin zu miniaturisierten Quantencomputern

Veröffentlicht von Adrien,
Quelle: Science
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Traditionell werden Photonen (die fundamentalen Teilchen des Lichts) mit Hilfe von voluminösen GerĂ€ten manipuliert, insbesondere im Bereich des Quantencomputing. Diese Methoden, obwohl effektiv, stoßen auf erhebliche Grenzen in Bezug auf GrĂ¶ĂŸe und ZuverlĂ€ssigkeit.

Metasurfaces, ultradĂŒnne OberflĂ€chen mit nanometergroßen Mustern, erscheinen als elegante Lösung, um diese Hindernisse zu ĂŒberwinden.


KĂŒnstlerische Darstellung von Quantengraphen auf Metasurfaces.
Bildnachweis: Joshua Mornhinweg

Ein Forscherteam von Harvard unter der Leitung von Federico Capasso hat die EffektivitÀt dieser Metasurfaces bei der Erzeugung von QuantenzustÀnden nachgewiesen. Ihre Arbeit, veröffentlicht in Science, markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Miniaturisierung von GerÀten. Diese OberflÀchen ermöglichen Quantenoperationen mit beispielloser StabilitÀt und Robustheit.

Die Implikationen dieser Forschung gehen ĂŒber das Quantencomputing hinaus. Metasurfaces könnten auch Anwendungen in der Quantensensorik oder in "Lab-on-a-Chip"-GerĂ€ten finden. Diese Technologie verspricht, Quantensysteme zugĂ€nglicher und einfacher in praktische Anwendungen zu integrieren.

Was ist eine Metasurface?


Eine Metasurface ist ein kĂŒnstlich hergestelltes Material, das entwickelt wurde, um elektromagnetische Wellen auf eine Weise zu manipulieren, die natĂŒrliche Materialien nicht können. Diese OberflĂ€chen sind mit nanometergroßen Mustern versehen, die das Licht beeinflussen und eine prĂ€zise Kontrolle ĂŒber seine Phase, Amplitude und Polarisation ermöglichen.

Metasurfaces können optische Funktionen mit einer deutlich geringeren Dicke als herkömmliche Linsen realisieren. Dies macht sie besonders attraktiv fĂŒr Anwendungen, bei denen Miniaturisierung wichtig ist, wie in tragbaren GerĂ€ten oder Satelliten.

Im Gegensatz zu traditionellen optischen Systemen erfordern Metasurfaces keine prÀzise Ausrichtung der Komponenten. Diese Eigenschaft reduziert die Herstellungskosten erheblich und erhöht die Robustheit der GerÀte.

Ihre Anwendung im Quantenbereich stellt einen bedeutenden Fortschritt dar und bietet eine neue Möglichkeit, QuantenzustÀnde des Lichts zu erzeugen und zu manipulieren.