TLDR
Penelitian ini menunjukkan kemajuan signifikan dalam pengembangan perangkat kuantum yang lebih kecil dan efisien. Metasurface dapat meningkatkan efek nonlinier yang penting untuk teknologi fotonik. Inovasi dalam pola nanoscale memungkinkan pengurangan kompleksitas fabrikasi dan meningkatkan output foton. Para peneliti dari Columbia Engineering berhasil membuat sebuah metasurface tipis yang dapat meningkatkan efek optik nonlinier pada tingkat nano. Hal ini sangat penting untuk membuat perangkat kuantum lebih kecil dan efisien. Sebelumnya, perangkat ini harus dibuat dari kristal yang berukuran mikrometer, membuatnya sulit untuk diperkecil.Metasurface tersebut terbuat dari kristal molybdenum disulfide yang diberi pola garis-garis berulang pada skala nanometer. Pola ini membuat peningkatan efek nonlinier seperti penggabungan foton menjadi lebih kuat daripada teknik optik biasa. Dengan cara ini, para peneliti berhasil meningkatkan produksi foton dengan efisiensi tinggi.Peningkatan paling signifikan yang dicapai adalah peningkatan second harmonic generation hampir 150 kali lipat dibandingkan sampel tanpa pola. Ini berarti dua foton dapat bergabung menjadi satu dengan frekuensi dua kali lipat lebih tinggi. Tim juga berambisi untuk membalik proses ini agar dapat menghasilkan sepasang foton yang terikat kuantum.Selain performa, proses pembuatan metasurface ini dibuat sesederhana mungkin menggunakan peralatan cleanroom standar dan tanpa proses fabrikasi yang rumit. Hal ini sangat penting agar teknologi ini bisa diterapkan secara luas dan mendukung pembuatan chip kuantum kompak di masa depan.Perangkat ini juga bekerja pada panjang gelombang telekomunikasi, sehingga mudah untuk diintegrasikan dengan teknologi komunikasi modern. Penemuan ini menjadi langkah penting menuju sistem fotonik kuantum yang terintegrasi penuh di dalam sebuah chip kecil, membuka jalan bagi pengembangan hardware kuantum yang lebih praktis dan scalable.
