科技日报北京12月15日电 （记者张佳欣）美国科罗拉多大学博尔德分校与桑迪亚国家试验室联合研讨团队研制出一种超微型光学相位调制器，其尺度简直只要人类发丝直径的百分之一，却能以极低功耗、极高精度控制激光频率，为未来大规模量子核算机供给中心支撑。相关效果发表于新一期《天然·通讯》。
在当时干流的离子阱和中性原子阱量子核算计划中，量子信息存储于单个原子中。为了控制这些量子比特，研讨人需求经过高度安稳、频率准确的激光束，与每一个原子“对话”，向它们下达履行核算的指令。每一束激光的频率往往需求准确到十亿分之一乃至更高，这对光学调制器提出了极高要求。
但是，现有频率调制一般依靠体积十分巨大的桌面级电光调制器，不只功耗高、发热大，并且难以扩展到不计其数条光学通道，成为限制量子核算规模化的要害瓶颈。
此次研制的新式光学相位调制器，使用每秒振荡数十亿次的微波频率振荡，对激光相位进行准确控制，从而在芯片上高效发生安稳的新激光频率。试验显现，该器材在完成相同功用的情况下，微波功耗仅为多种商用调制器的约1/80。
更低的功耗意味着更少的发热，使得更多光学通道可以严密摆放，乃至集成在同一块芯片上。在此基础上，研讨人员可以对很多原子所需的激光频率和相位进行一致而准确的和谐控制，构成一种强壮且可扩展的原子控制体系，正是这些杂乱而精细的操作，支撑着量子核算的完成。
这一器材并非试验室“定制品”，而是彻底选用CMOS工艺在晶圆厂中制作。CMOS是现代芯片工业最老练、最具规模化才能的制作技能，大范围的应用于手机、核算机和各类电子设备中。
这一效果有望推进光学技能从体积十分巨大、能耗高的传统光学器材，迈向高度集成、低功耗的光子芯片渠道。
