Команда квантової фотоніки Університету штату Луїзіана розробила плазмонну метаповерхню, яка розпізнає та розділяє просторові квантові стани світла без кріогенного охолодження. Компактний елемент працює приблизно за +20 °C і, за даними дослідників, демонструє точність понад 92%.
Як працює квантове сортування світла
Фотони можуть нести інформацію не лише у поляризації, а й у просторовій формі хвилі, зокрема в орбітальному кутовому моменті. Для мереж і квантових каналів такі стани потрібно надійно розділяти. Звичайні оптичні схеми часто складаються з багатьох елементів, тому займають місце й потребують точного юстування.
Що робить метаповерхня
Розробка LSU являє собою наноструктурований шар золота з елементами, меншими за довжину хвилі. Вони збуджують поверхневі плазмон-поляритони й спрямовують різні моди фотонів у визначені канали. У результаті функцію великої оптичної схеми виконує тонка поверхня, придатна для інтеграції з фотонними компонентами.
Де технологія може знадобитися
Метаповерхні можуть стати частиною компактних маршрутизаторів для локальних квантових мереж і супутникового зв’язку у відкритому просторі. Робота за кімнатної температури спрощує обладнання, але лабораторний результат ще треба перевірити на втрати, стабільність, ширину робочого спектра та масштабування виробництва.
Це продовження теми, яку ми вже висвітлювали докладніше: в архіві є матеріал про те, як Університет штату Луїзіана створив кімнатний квантовий матеріал для сортування світла.