Учёные создали компактный источник запутанных фотонов на чипе

Квантовые технологии, использующие явление квантовой запутанности, требуют надёжных источников запутанных фотонов (EPS). Исследователи из Китая представили полностью интегрированный на чипе EPS, работающий от электрического лазера, что устраняет необходимость в громоздком внешнем оборудовании.

Новое устройство объединяет лазер с распределённой обратной связью (DFB) и фотонный чип на тонкой плёнке ниобата лития (TFLN). На чипе интегрированы волноводы для генерации пар фотонов, делитель пучка и комбайнер, создающий поляризационно-запутанные состояния.

«Наша интегрированная, электрически управляемая архитектура позволяет реализовывать масштабируемые и высокопроизводительные квантовые протоколы, такие как квантовое распределение ключей, спутниковая квантовая связь и квантовая метрология на основе запутанности», — пояснил соавтор работы Цян Чжан.

Источник демонстрирует высокую яркость (4.5×10¹⁰ пар/с/мВт) и широкую полосу пропускания (73 нм), работая при комнатной температуре. Это делает его перспективным для практического развёртывания в квантовых сетях и системах связи.

В будущем исследователи планируют улучшить производительность системы, увеличить её масштабируемость и создать портативные модули для работы в полевых условиях.