Komercyjne możliwości tworzenia urządzeń kwantowych gotowych do instalacji
Głównym celem finansowanego ze środków UE projektu QWAD było opracowanie rewolucyjnych technologii fotonicznych i przeniesienie ich z laboratorium do rzeczywistych zastosowań. Koncepcję falowodów optycznych połączono ze znacząco zwiększoną wydajnością obwodów wykonywanych metodą litografii laserowej, a następnie zidentyfikowano zaawansowane zastosowania stworzonej technologii i przygotowano je do wprowadzenia na rynek. Badacze stwierdzili, że wykonywanie falowodów metodą litografii laserowej pozwala tworzyć wysoce zintegrowane struktury 3D dla potrzeb budowy precyzyjnie dopasowanych do potrzeb symulatorów kwantowych i węzłów fotonicznych komputerów kwantowych. Te miniaturowe układy kwantowe mają ogromny potencjał w zakresie tworzenia innowacyjnych modułów zintegrowanych do kwantowej wymiany klucza, które mogłyby przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa danych kwantowych. Układy opracowane w ramach projektu można bezpośrednio dodawać do istniejących optycznych układów komunikacyjnych, bez kosztownych modernizacji. Stosowane badania kwantowe mogą zatem potencjalnie przynieść korzyści dla europejskich małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP). Bezpieczniejsza komunikacja "Technologie kwantowe mogą zrewolucjonizować nasz świat cyfrowy między innymi poprzez zwiększenie bezpieczeństwa komunikacji", wyjaśnia koordynator projektu, prof. Harald Weinfurter z Uniwersytetu Ludwika Maksymiliana w Monachium w Niemczech. "Mając to na uwadze, uprościliśmy komponenty optyczne i znacznie je zmniejszyliśmy, aby zintegrować je w elemencie szklanym przypominającym kształtem i rozmiarem zapałkę. Takie urządzenie można następnie umieszczać w konwencjonalnych optycznych układach komunikacyjnych dla zwiększenia bezpieczeństwa komunikacji optycznej". Choć grono odbiorców innowacyjnych kwantowych podzespołów optycznych opracowanych w ramach projektu QWAD jest obecnie ograniczone do instytutów badawczych, prof. Weinfurter nie ma wątpliwości, że zapotrzebowanie rynku na nieliniowe układy optyczne i bezpieczne podzespoły komunikacyjne będzie tylko rosnąć. Poszerzanie horyzontów badawczych Prace projektu QWAD wskazały też nowe kierunki badań nad technologiami kwantowymi. Po raz pierwszy opracowano w pełni zintegrowaną technologię polaryzacji światła, torującą drogę do tworzenia przenośnych, dokładnych i opłacalnych urządzeń komercyjnych do manipulowania polaryzacją światła i analizowania jej. "Początkowo naszym najważniejszym celem było zrozumienie technik litografii falowodów i możliwości ich ujarzmienia", wyjaśnia Weinfurter. "Niezbędne technologie już istniały, ale dzięki pracy naszego partnera, Roberto Osellame, i jego całego zespołu z CNR-Milano, umiemy teraz wytwarzać falowody z różnorodnych komponentów optycznych. To przełomowe osiągnięcie, które otworzy drogę do kolejnych doświadczeń z obliczeniami i symulacjami kwantowymi. Takie doświadczenia są już prowadzone". Projekt QWAD został zakończony z końcem 2015 r., ale zespół z CNR-Milano pracuje obecnie nad metodami litografii falowodów w kryształach, a nie tylko w szkle. "Struktura materiałowa szkła nieco przypomina gąbkę, podczas gdy kryształy mają bardzo precyzyjną strukturę, która wymaga nowych metod generowania falowodów", wyjaśnia prof. Weinfurter. "Gdy technologia zostanie już dopracowana, jednym z potencjalnych zastosowań może być metrologia — tutaj stany kwantowe światła mogą posłużyć do zwiększania precyzji pomiarów. Dowiedziono już wykonalności świetlnych pamięci kwantowych".
Słowa kluczowe
QWAD, urządzenia kwantowe gotowe do instalacji, falowody optyczne, techniki polaryzacji światła, FET (Nowe technologie i technologie przyszłości)