Geïntegreerde, hoge-snelheid, blauw-licht optische modulatoren voor kwantumcontrole van atomen.

Wereldwijd wordt er gewerkt aan de realisatie van de eerste bruikbare kwantumcomputers. Prominente technologieën zijn de kwantumcomputers gebaseerd op atomen. In hun zoektocht naar bruikbare, programmeerbare, grootschalige kwantumcomputers verhogen onderzoekers voortdurend het aantal atomen in hun machines. Huidige system bevatten tientallen tot honderden atomen. Optische modulatoren die laserpulsen van luttele nanoseconden tot milliseconden lang aan de atomen bezorgen vormen een belangrijk onderdeel van deze kwantummachines. Huidige systemen vertrouwen op bulk optische modulatoren voor atoomcontrole, maar deze methode wordt extreem complex en duur bij het schalen naar honderden kwantumkanalen en meer. Integratie op een chip biedt een oplossing. Vele atomaire transities liggen in het blauwe golflengtebereik. Fotonische geïntegreerde schakelingen uit siliciumnitride hebben een laag voortplantingsverlies in dit golflengtebereik, maar missen de mogelijkheid tot snelle modulatie. Wij zullen III-nitride heterostructuren integreren met siliciumnitride golfgeleiders om dit probleem op te lossen. We zullen gebruik maken van het kwantumbegrensde Stark-effect om modulatie met hoge snelheid en efficiëntie te bereiken. De III-nitride structuren zullen worden geïntegreerd met siliciumnitride golfgeleiders door middel van transferprinten, een schaalbare techniek met hoge doorvoer. We zullen reeksen van modulatoren maken en deze koppelen met atomen om kwantumcontrole te demonstreren.