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".
