Een nieuwe kwantumdoorbraak van Rice University, VS, op 21 april 2025, zou computing en communicatie kunnen transformeren. Onderzoekers hebben een geavanceerde 3D-fotonische-kristalholte ontwikkeld, die innovatieve manieren demonstreert om licht- en materie-interacties te manipuleren.
Deze innovatie overwint langdurige uitdagingen bij het handhaven van de delicate kwantumtoestanden die vereist zijn voor geavanceerde kwantumsystemen. De 3D-optische holte stelt fotonen in staat om indirect via elektronen te communiceren, waardoor deuren worden geopend naar nieuwe kwantumcomputer- en communicatieprotocollen.
Het team observeerde ultrasterke koppeling, waarbij fotonen en elektronen zo intensief interageren dat hun identiteiten samensmelten tot geheel nieuwe toestanden. Dit werd bereikt door elektronen in hun 3D-holte te introduceren onder sterke magnetische velden, waardoor ideale omgevingen voor ultrasterke koppeling werden gecreëerd.
In tegenstelling tot eerdere, eenvoudigere 1-dimensionale holtes, maakt deze driedimensionale structuur een grotere ruimtelijke controle over gevangen fotonen mogelijk. Door experimenten te combineren met geavanceerde computersimulaties, zijn onderzoekers van plan deze bevindingen te benutten om nieuwe kwantummaterialen, processors en communicatieapparatuur te ontwikkelen.
Dit onderzoek markeert een belangrijke stap in de richting van praktische kwantumtechnologieën, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor vooruitgang in kwantumcomputing, zeer gevoelige sensoren en snellere glasvezelcommunicatienetwerken. De bevindingen benadrukken het krachtige potentieel van driedimensionale fotonische structuren om een revolutie teweeg te brengen in de kwantumwetenschap.