科技日报记者 张佳欣
美国科罗拉多年夜学博尔德分校与桑迪亚国度试验室结合研究团队研制出一种超微型光学相位调制器，其尺寸险些只有人类发丝直径的百分之一，却能以极低功耗、极高精度操控激光频率，为将来年夜范围量子计较机提供焦点支撑。相干结果发表在新一期《天然·通信》。
于当前主流的离子阱及中性原子阱量子计较方案中，量子信息存储在单个原子中。为了操控这些量子比特，研究职员需要经由过程高度不变、频率切确的激光束，与每个原子“对于话”，向它们下达履行计较的指令。每一一束激光的频率往往需要切确到十亿分之一甚至更高，这对于光学调制器提出了极高要求。
然而，现有频率调制凡是依靠体积重大的桌面级电光调制器，不仅功耗高、发烧年夜，并且难以扩大到成千上万条光学通道，成为制约量子计较范围化的要害瓶颈。
这次研发的新型光学相位调制器，使用每一秒振荡数十亿次的微波频率振动，对于激光相位举行切确节制，从而于芯片上高效孕育发生不变的新激光频率。试验显示，该器件于实现不异功效的环境下，微波功耗仅为多种商用调制器的约1/80。
更低的功耗象征着更少的发烧，使患上更多光学通道可以慎密摆列，甚至集成于统一块芯片上。于此基础上，研究职员可以或许对于年夜量原子所需的激光频率及相位举行同一而切确的协调节制，形成一种强盛且可扩大的原子操控体系，恰是这些繁杂而周详的操作，支撑着量子计较的实现。
这一器件并不是试验室“定成品”，而是彻底采用CMOS工艺于晶圆厂中制造。CMOS是现代芯片财产最成熟、最具范围化能力的制造技能，广泛运用在手机、计较机及各种电子装备中。
这一结果有望鞭策光学技能从体积重大、能耗高的传统光学器件，迈向高度集成、低功耗的光子芯片平台。
-OB电竞
