Luksemburg jest liderem w technologii kwantowej, a naukowcy opracowują chipy kwantowe, które mogą zrewolucjonizować Internet kwantowy i komputery kwantowe. Florian Kaiser, szef grupy badawczej Quantum Materials w Luksemburgu, kieruje tym ambitnym projektem, którego celem jest stworzenie „Kwantowego Systemu na Chipie”. Ta innowacja ma na celu zwiększenie wydajności i umożliwienie opłacalnej produkcji dzięki standardowej technologii półprzewodnikowej.
Komputery kwantowe mogą rozwiązywać złożone problemy matematyczne, które są poza zasięgiem klasycznych maszyn. Symulatory kwantowe mogą pomóc w odkrywaniu nowych, wydajnych materiałów dla zrównoważonego społeczeństwa. Czujniki kwantowe oferują niezrównaną czułość do badań w skali nano i makro, od nano-MRI po wykrywanie fal grawitacyjnych.
Sercem tej technologii są kubity oparte na aktywowanych optycznie spinach w kryształach węglika krzemu, znanych jako „centra barwne”. Centra te, atomowo małe defekty w krysztale, wykazują kwantowe właściwości podobne do pojedynczych atomów. Fotony emitowane przez te centra mogą służyć jako fotoniczna magistrala komunikacyjna, ułatwiając transfer informacji kwantowej i routing w Internecie kwantowym.
Dr Kaiser podkreśla znaczenie optymalizacji każdego etapu procesu wytwarzania w celu poprawy powtarzalności centrów barwnych. Jego zespół stworzył platformę do charakteryzacji centrów barwnych o wysokiej przepustowości, aby przyspieszyć badania. Wizją jest wykorzystanie profesjonalnej nanofabrykacji w uznanych odlewniach półprzewodników, wspierając współpracę między środowiskiem akademickim a przemysłem.
Unikalna pozycja węglika krzemu jako ugruntowanego przemysłowego półprzewodnika pozwala na wykorzystanie standardowych urządzeń elektronicznych do tłumienia szumów ładunku wokół centrów barwnych. Okazało się to kluczowe dla maksymalizacji czasów koherencji. Rozwój węzłów wzmacniaków kwantowych, opartych na centrach barwnych węglika krzemu, jest naturalną progresją w kierunku długodystansowej, w pełni bezpiecznej sieci komunikacji kwantowej.