Fysiker vid University of Alberta har utvecklat teknologi som kan översätta data från mikrovågor till optiskt ljus – ett framsteg som har lovande tillämpningar i nästa generation av supersnabba kvantdatorer och säker fiberoptisk telekommunikation.

"Många kvantdatortekniker fungerar i mikrovågsregimen, medan många kvantkommunikationskanaler, såsom fiber och satellit, arbeta med optiskt ljus, " förklarade Lindsay LeBlanc, som innehar Canada Research Chair i Ultracold Gasses for Quantum Simulation. "Vi hoppas att den här plattformen kan användas i framtiden för att transducera kvantsignaler mellan dessa två regimer."

Den nya tekniken fungerar genom att introducera en stark växelverkan mellan mikrovågsstrålning och atomgas. Mikrovågorna moduleras sedan med en ljudsignal, kodning av information i mikrovågsugnen. Denna modulering passerar genom gasatomerna, som sedan sonderas med optiskt ljus för att koda in signalen i ljuset.

"Denna överföring av information från mikrovågsdomänen till den optiska domänen är nyckelresultatet, " sa LeBlanc. "Våglängderna för dessa två bärvågssignaler skiljer sig med en faktor 50, 000. Det är inte lätt att omvandla signalen mellan dessa regimer, men den här överföringen bevisar att detta är möjligt."

LeBlanc och forskare i hennes labb, inklusive doktorand Andrei Tretiakov och student Timothy Lee, arbetat nära fysikern John P. Davis och hans forskargrupp, inklusive doktorand Clinton Potts, att utveckla tekniken.

LeBlanc och Davis är en del av Quanta, ett NSERC CREATE-program utformat för att utbilda doktorander i framväxande kvantteknologier.

"Den här idén uppstod genom att ha samtal och möte inom Quanta-gruppen - och det visade sig fungera lika bra eller bättre än vi först förväntade oss, sa LeBlanc.

"Den här typen av upptäcktsledd forskning kan vara mycket fruktbar, och leda oss till nya möjligheter."

Studien, "Atomisk mikrovågs-till-optisk signalöverföring via magnetfältskoppling i en resonant mikrovågshålighet, " publicerades i Bokstäver i tillämpad fysik .