Nowy przełom kwantowy z Uniwersytetu Rice w USA, z dnia 21 kwietnia 2025 roku, może odmienić oblicze informatyki i komunikacji. Naukowcy opracowali zaawansowaną trójwymiarową wnękę fotoniczną, demonstrując innowacyjne sposoby manipulowania interakcjami światła z materią.
Ta innowacja pokonuje długotrwałe wyzwania związane z utrzymaniem delikatnych stanów kwantowych wymaganych dla zaawansowanych systemów kwantowych. Trójwymiarowa wnęka optyczna umożliwia fotonom komunikację pośrednią poprzez elektrony, otwierając drzwi do nowych protokołów obliczeń i komunikacji kwantowej.
Zespół zaobserwował ultrasilne sprzężenie, w którym fotony i elektrony oddziałują ze sobą tak intensywnie, że ich tożsamości mieszają się w zupełnie nowe stany. Osiągnięto to poprzez wprowadzenie elektronów do ich trójwymiarowej wnęki w silnych polach magnetycznych, tworząc idealne środowisko dla ultrasilnego sprzężenia.
W przeciwieństwie do poprzednich, prostszych wnęk jednowymiarowych, ta trójwymiarowa struktura pozwala na większą kontrolę przestrzenną nad uwięzionymi fotonami. Łącząc eksperymenty z zaawansowanymi symulacjami komputerowymi, naukowcy planują wykorzystać te odkrycia do projektowania nowych materiałów kwantowych, procesorów i urządzeń komunikacyjnych.
Te badania stanowią znaczący krok w kierunku praktycznych technologii kwantowych, torując drogę dla postępów w obliczeniach kwantowych, bardzo czułych czujnikach i szybszych światłowodowych sieciach komunikacyjnych. Wyniki podkreślają potężny potencjał trójwymiarowych struktur fotonicznych w rewolucjonizowaniu nauki kwantowej.