Репортаж от Wedoany，Берлинский технический университет (TU Berlin) совместно с Ольденбургским университетом (Universität Oldenburg) разработал новую архитектуру чипа, позволяющую определять положение квантовых точек непосредственно в процессе роста кристалла, что даёт возможность создавать масштабируемые квантовые чипы, содержащие множество одинаковых источников света.

Исследовательскую группу возглавляет профессор Стефан Райценштайн (Stephan Reitzenstein). В традиционных методах квантовые точки, способные генерировать одиночные световые частицы, образуются случайным образом в процессе роста материала, и для получения нескольких одинаковых источников требуется трудоёмкий отбор. Новый метод использует специальный слой чипа, называемый «стрессором» (Stressor), который создаёт точное напряжение в материале, направляя рост квантовых точек в нужных местах.

Затем группа интегрирует квантовые точки непосредственно в кольцевые резонаторы для эффективного сбора генерируемого света. Весь процесс выполняется с помощью стандартной литографии, без необходимости предварительного позиционирования квантовых точек. Используя этот метод, команда создала массив из 36 квантовых источников света, все из которых функционируют исправно. Наилучшие устройства успешно выводят из чипа почти половину генерируемых световых частиц. Квантово-механическая чистота одиночных световых частиц превышает 99%, а характеристики генерируемых фотонов обладают высокой степенью единообразия, что критически важно для таких сценариев, как квантовые сети, требующие точного взаимодействия большого количества фотонов.

Оптические квантовые чипы считаются ключевыми компонентами для безопасной квантовой связи, квантовых сетей, квантового сенсинга и фотонных квантовых компьютеров. Цель данного метода — помочь исследовательским институтам и промышленности перейти от отдельных лабораторных демонстраторов к масштабируемым, технологически применимым платформам. Исследовательская группа также объединила результаты моделирования, проведённого группой Кристофера Гиса (Christopher Gies) из Ольденбургского университета, чтобы проанализировать влияние малых отклонений в позиционировании квантовых точек на производительность устройств. Полученные выводы послужат руководством для проектирования квантовых чипов следующего поколения. Результаты исследования опубликованы в профессиональном журнале «Light: Science and Applications».