Universidade Técnica de Berlim desenvolve nova arquitetura para fabricar chip com 36 fontes quânticas de luz

De acordo com pt.wedoany.com-A Universidade Técnica de Berlim (TU Berlin), em colaboração com a Universidade de Oldenburg (Universität Oldenburg), desenvolveu uma nova arquitetura de chip que permite determinar a posição de pontos quânticos diretamente durante o crescimento do cristal, possibilitando a fabricação de chips quânticos escaláveis contendo múltiplas fontes de luz equivalentes.

A equipe de pesquisa é liderada pelo professor Stephan Reitzenstein. Nos métodos tradicionais, os pontos quânticos capazes de gerar partículas individuais de luz se formam aleatoriamente durante o crescimento do material, exigindo uma seleção trabalhosa quando múltiplas fontes idênticas são necessárias. O novo método utiliza uma camada especial de chip chamada "Stressor" (camada de tensão), que gera tensão precisa no material, guiando o crescimento dos pontos quânticos nas posições desejadas.

Em seguida, a equipe integrou diretamente os pontos quânticos em ressonadores em anel para coletar eficientemente a luz gerada. Todo o processo é realizado por técnicas padrão de litografia, sem necessidade de pré-localização dos pontos quânticos. Utilizando este método, a equipe fabricou um conjunto de 36 fontes quânticas de luz, todas funcionais. O dispositivo com melhor desempenho conseguiu acoplar quase metade das partículas de luz geradas para fora do chip. A pureza quântica de partículas individuais de luz ultrapassou 99%, e as características dos fótons gerados são altamente consistentes, o que é crucial para cenários como redes quânticas, que exigem interações precisas entre muitos fótons.

Chips quânticos ópticos são considerados componentes-chave para comunicações quânticas seguras, redes quânticas, sensoriamento quântico e computadores quânticos fotônicos. O objetivo deste método é ajudar instituições de pesquisa e a indústria a avançar de demonstradores laboratoriais individuais para plataformas escaláveis e tecnologicamente viáveis. A equipe de pesquisa também combinou simulações do grupo de Christopher Gies, da Universidade de Oldenburg, para analisar o impacto de pequenos desvios na localização dos pontos quânticos no desempenho dos dispositivos. Os insights obtidos orientarão o design da próxima geração de chips quânticos. Os resultados da pesquisa foram publicados no periódico especializado Light: Science and Applications.