Вчені розробили пристрій, який опосередковує взаємодію між фотонами та окремими електронами. Це перший експериментальний прототип квантового перемикача в кристалі, який може стати основою для розробки комп'ютерних квантових мереж. Результати роботи були опубліковані в журналі.
Дослідники створили фотонний кристал, який здатний вловлювати фотони всередині мікроскопічних порожнин. Ці порожнини - це квантові точки, де міститься простий електрон. Завдяки малому розміру порожнин, на фотони, які потрапляють всередину кристала, починають впливати квантові ефекти з боку електрону. Щоб зрозуміти, як саме відбувається взаємодія між електронами і світлом, вчені застосували метод поляризаційної інтерферометрії.
Квантова точка діяла, як оптичний резонатор, який пропускав фотони тільки з певною поляризацією. Електрон усередині квантової точки міг перебувати в декількох квантових станах, обумовлених напрямком спину. Вчені могли міняти спин за допомогою магнітного поля. Якщо спин перебував в одному стані, то поляризованість фотона не змінювалася, проте при іншому стані права поляризація фотона змінювалася на ліву. Аналогічно, правополяризовані фотони могли міняти спин квантової точки.
У цій системі квантова точка являє собою квантовий вентиль - базовий логічний елемент, який працює з кубітами, одиницями зберігання квантової інформації. За допомогою фотонів, які можуть діяти, як переносники інформації, один кубіт може змінити квантовий стан іншого кубіту. Подібний пристрій, впевнені вчені, може стати основою для створення квантових аналогів оптоволоконних мереж.
Квантові мережі дозволяють переносити квантову інформацію між різними пристроями зберігання квантової інформації. Для їх створення може застосовуватися оптоволоконний кабель, в якому переносниками інформації є фотони.