Idén om att ta fram en kompakt forskningsplattform för experiment inom kvantoptik började utvecklas när Alvaro Alarcón, nu postdoktor, började sina doktorandstudier vid Institutionen för systemteknik (ISY). Idén resulterade i ett fotoniskt chip som designades vid Linköpings universitet och tillverkades i Nederländerna.
Att designa plattformen som ett chip gick relativt fort menar forskarna, men på grund av Corona-pandemin och ledtider hos den nederländska tillverkaren så har chipet inte använts vid några experiment förrän nyligen.
– Vi är väldigt glada att den här plattformen äntligen är på plats efter alla dessa år, säger Alvaro Alarcón.
Internationellt samarbete
När projektet drog i gång för fem år sedan var Laboratoriet för kvantteknologi vid Linköpings universitet relativt nystartat. Därför var det svårt att själva genomföra högkvalitativa experiment inom kvantfotonik.
Det experiment som nu har genomförts med chipet i Padova, Italien, blev nyligen publicerat i den vetenskapliga tidskriften Optica. Arbetet är ett samarbete mellan universitetet i Padova, universitetet i Sevilla och Linköpings universitet.
– Samarbetet med universitetet i Padova motiverades av den omfattande erfarenhet de har av att bygga och testa källor med sammanflätade fotoner, medan designen och testningen av chipet utfördes av oss, säger Alvaro Alarcón.
Praktisk tillämpning
Guilhereme B Xavier är forskare och avdelningschef vid avdelningen för informationskodning vid ISY. Han menar att det faktum att idén härstammar från LiU och att chipet designades här är en stor bedrift.
– Chipet innehåller en optisk krets som utför gemensamma mätoperationer på energi-tid eller tid-fack-sammanflätade fotoner, och utifrån resultaten av dessa mätningar kan vi ge certifiering av sammanflätningens kvalitet. En praktisk tillämpning är inom kvantkryptografi, där det är viktigt att certifiera att fotonerna verkligen är sammanflätade för att säkerställa säkerheten, säger Guilherme B Xavier.
Arbetet finansierades av ZENITH vid Linköpings universitet, Vetenskaprådet, QuantERA och the Wallenberg Center for Quantum Technologies (WACQT).
Experimental post-selection loophole-free time-bin and energy-time nonlocality with integrated photonics; Francesco B. L. Santagiustina, Costantino Agnesi, Alvaro Alarcón, Adán Cabello, Guilherme B. Xavier, Paolo Villoresi, and Giuseppe Vallone; Optica Vol. 11 2024; publicerad online 12 april 2024, DOI: 10.1364/OPTICA.499247
