La domanda di computer più veloci sta crescendo rapidamente e l'aumento dei big data richiede l'esplorazione di nuove soluzioni per fornire risultati più rapidi.

Sistemi di previsione del tempo, la modellazione computazionale delle strutture proteiche e la necessità sempre crescente di comunicazioni più sicure di dati riservati sono esempi di informazioni che devono essere sminuzzate rapidamente.

Diverse piattaforme sono in competizione per realizzare tecnologie quantistiche, e tra le più promettenti c'è quella basata sulla generazione di sorgenti luminose non classiche.

Il team UTS del Professore Associato Igor Aharonovich, dalla Scuola di Scienze Matematiche e Fisiche (MAPS), e lo studente di dottorato Amanuel Berhane ha dimostrato che questa tecnologia può essere realizzata attraverso il materiale disponibile in commercio nitruro di gallio (GaN). È un semiconduttore a banda larga comunemente utilizzato nei dispositivi BluRay.

"Le nostre tecnologie si basano su impulsi luminosi ultra luminosi in grado di trasportare le informazioni alla velocità della luce, aprendo la strada alla crittografia quantistica e all'informatica quantistica ottica, ", ha affermato il professore associato Aharonovich.

"Si tratta di una ricerca significativa perché stiamo sviluppando nuove soluzioni per comunicazioni protette e informazioni quantistiche".

Berhane ha condotto la ricerca che ha portato a quest'ultima scoperta di emettitori di nitruro di gallio all'inizio del 2016.

"Valutando le proprietà della nuova sorgente a singolo fotone in GaN rispetto ad alcuni dei criteri stabiliti per dispositivi futuristici come luminosità e polarizzazione, abbiamo concluso che gli emettitori in GaN hanno un grande potenziale, " Egli ha detto.

Il team UTS è concentrato sull'identificazione e il rendering di piattaforme di semiconduttori che renderebbero possibile il calcolo veloce basato su fotoni, disse Berhane.

"Lavoriamo con materiali tecnologicamente compatibili, quindi il prossimo passo per costruire un processore quantistico sta diventando sempre più praticabile".

La ricerca dell'UTS, condotto in collaborazione con il professor Dirk Englund e il suo gruppo al Massachusetts Institute of Technology (MIT), è stato pubblicato sulla rivista Materiale avanzato .

Il coautore di UTS, il professor Milos Toth, ha affermato che il team ha utilizzato modelli sperimentali e numerici per identificare una disposizione unica di difetti strutturali nel GaN come fonte di emissione.

"Il nostro lavoro dimostra una nuova emissione di un singolo fotone da pellicole di nitruro di gallio, un materiale che è già una valida piattaforma per i diodi a emissione di luce (LED). L'emissione ha osservato diversi film aventi spessori e strutture variabili, " Egli ha detto.

Il team è ora concentrato sull'integrazione di queste fonti con dispositivi su chip per sviluppare un prototipo commerciale. La maggior parte delle tecnologie quantistiche, come i computer quantistici, sono ancora in gran parte in fase di ricerca, con notevoli progressi nelle dimostrazioni di laboratorio. Questa ricerca dimostra che l'uso di queste tecnologie si sta avvicinando.