پژوهشگران آلمانی با قرار دادن نانولوله کربنی تک‌جداره روی یک تراشه موفق به تولید منبع نشر فوتون برای استفاده در سامانه‌های محاسبات کوانتومی شدند.
نانولوله‌کربنی که روی تراشه می‌درخشد!
در طول سال‌های گذشته پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای در بخش محاسبات کوانتومی انجام گرفته، اما هنوز فضاهای زیادی برای توسعه باقی مانده است. یکی از بخش‌های کلیدی که باید برای توسعه کامپیوترهای کوانتومی توسعه یابد، یافتن نشر دهنده تک فوتونی است که بتوان آن را روی یک تراشه قرار داد.
یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه مونیخ موفق به ارائه راهکاری برای این موضوع شده‌است. این گروه نانولوله کربنی را روی بستری قرار دادند و آن را وادار به نشر کردند. برای این کار به نانولوله کربنی به‌صورت الکتریکی تهییج شده و بدون نیاز به تابش منبع لیزر، نشر انجام می‌شود. نتایج این پروژه می‌تواند مسیر تولید مدارهای کوانتومی فتونیکی را روی یک تراشه هموار کند.
بیشتر دستاوردهای به دست آمده در حوزه محاسبات کوانتومی حول این موضوع است که از اسپین هسته اتم یا الکترون‌ها یا آرایه‌های یون‌های به دام افتاده به‌عنوان بیت‌های کوانتومی/کیوبیت استفاده شود. سامانه‌های فتونیکی موجود در بازار برای فروش با مشکل مواجه هستند که دلیل این امر، فقدان برهم‌کنش میان فوتون‌ها و همچنین چالش‌های مهندسی قرار دادن منبع تک فوتون روی یک تراشه است.
به اعتقاد مونستر کارلسرو یکی از مشکلات این فرآیند آن است که بیشتر نشردهنده‌های فوتونی تمایل دارند که به‌صورت نوری پمپ شوند که این کار نیازمند فیلترهای نوری دقیق است که فضای زیادی نیز لازم دارند.
برای حل این مشکل محققان از نانولوله‌های کربنی برای نشردهنده فوتون استفاده کرند. پیش از این نشان داده شده بود که اگر نانولوله‌های کربنی را به‌صورت الکتریکی یا نوری تهییج کرد، آنگاه این نانولوله‌ها تولید نور مرئی و مادون قرمز خواهند کرد. اما این که این نانولوله‌ها بتوانند به‌عنوان یک منبع قابل اعتماد استفاده شوند، همیشه محل بحث بوده است.
برای اثبات این موضوع محققان این نانولوله تک جداره را روی تراشه سیلیکونی قرار دادند. این گروه نشان دادند که این نانولوله منفرد به همراه دو نانوسیم دیگر که به الکترودهای طلا متصل شده در اثر اعمال جریان الکتریکی، نشر فوتون دارند.
مزیت اصلی این فناوری، بی‌نیازی آن از لیزرهای پمپی و فیلترهای نوری است. البته این پروژه هنوز در مراحل تحقیقات پایه بوده و با کاربرد عملی فاصله دارد.
