创新背景

自无线电报和真空管时代以来，电子计算和通信已经走过了漫长的道路，消费类设备现在包含的处理能力和内存水平在几十年前是不可想象的。

但随着计算和信息处理设备变得越来越小，越来越强大，它们遇到了量子物理定律所施加的一些基本限制。该领域的未来可能在于光子学——基于光的与电子学平行。光子学在理论上类似于电子学，但用光子代替电子，光子器件可能能够比电子器件更快地处理数据，包括量子计算机。

创新过程

加州理工学院开发的新型光子芯片可能代表了该领域的重要突破，特别是对于实现光子量子信息处理器而言。它可以产生和测量光的量子态，其方式以前只有笨重而昂贵的实验室设备才能实现。

该芯片基于铌酸锂，铌石锂是一种盐，其晶体在光学中有许多应用。它在芯片的一侧产生所谓的挤压光状态，并在另一侧测量它们。简单地说，光的挤压状态是光，当它在量子水平上变得不那么“嘈杂”时。光的挤压状态最近被用来增加LIGO的灵敏度，LIGO是一个使用激光束来检测引力波的天文台。如果使用基于光的量子设备处理数据，那么同样不那么嘈杂的光状态很重要。

创新关键点

该芯片基于铌酸锂，铌石锂是一种盐，其晶体在光学中有许多应用。它在芯片的一侧产生所谓的挤压光状态，并在另一侧测量它们。

创新价值

研究人员所实现的量子态的质量超过了量子信息处理的要求，量子信息处理曾经是笨重实验装置的领域，这项工作标志着在集成光子电路中产生和测量光的量子态的重要一步。并为最终开发以太赫兹时钟速率运行的量子光学处理器指明了前进的道路。相比之下，这比MacBook Pro中的电子处理器快数千倍。

The new photonic chip can speed up the processing of quantum information

The new photonic chip developed at Caltech could represent an important breakthrough in the field, especially for implementing photonic quantum information processors. It can generate and measure quantum states of light in ways that were previously only possible with bulky and expensive laboratory equipment.
The chip is based on lithium niobate, a salt whose crystals have many applications in optics. It creates so-called extruded light states on one side of the chip and measures them on the other side. Simply put, the squeezed state of light is light, when it becomes less "noisy" at the quantum level. The squeezed state of light was recently used to increase the sensitivity of LIGO, an observatory that uses laser beams to detect gravitational waves. An equally less noisy light state is important if data are processed using light-based quantum devices.