Fotonica quantistica basata su metasuperfici

In una nuova pubblicazione di Opto ElectronicAdvances, i ricercatori guidati dal professor Shuming Wang della Nanjing University in Cina, discutono della fotonica quantistica basata sulle metasuperfici.

Questo articolo riassume i lavori recenti sull’ottica quantistica basata su micro/nano strutture. Fin dalla sua nascita, l’ottica quantistica è stata piena di controversie con la località e la realtà della fisica classica contro la non località e l’incertezza della fisica quantistica. Le tecnologie basate sulla nuova fisica quantistica rivoluzioneranno la vita umana. 

Per servire meglio la società umana con le tecnologie quantistiche, è particolarmente importante preparare dispositivi micro/nano ottici con una forte stabilità, alta efficienza e scalabilità. Ciò non solo rende l’esplorazione della fisica quantistica più comoda e stabile, ma introduce anche nuovi gradi di libertà per arricchire le possibilità delle tecnologie quantistiche.

Questo documento fornisce un riepilogo sistematico e completo dell’ottica quantistica basata su metasuperfici, tra cui la plasmonica quantistica, le sorgenti quantistiche, la manipolazione degli stati quantistici, le applicazioni quantistiche e le interazioni con gli emettitori quantistici. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia quantistica, verrà prestata sempre più attenzione all’applicazione della fisica quantistica, piuttosto che all’innovazione dei meccanismi quantistici, quindi la miniaturizzazione è una tendenza inevitabile. 

È necessario confrontare i vantaggi e gli svantaggi dei diversi sistemi di ricerca ottica quantistica, che possono essere approssimativamente suddivisi in ottica quantistica su chip, ottica quantistica di elementi ottici bulk e ottica quantistica basata su metasuperfici. L’ottica quantistica su chip è il sistema più integrato tra queste tre categorie, ma la funzione di manipolazione del campo luminoso dell’ottica quantistica su chip è molto meno ricca delle ultime due.

L’ottica quantistica dell’elemento ottico sfuso soddisfa la funzione di manipolazione del campo luminoso ricco, ma la sua stabilità e scalabilità è molto inferiore rispetto all’ottica quantistica basata su metasuperfici, quindi si può vedere che le metasuperfici hanno un grande potenziale nell’ottica quantistica e non sono solo un integrata versione di elementi ottici. La loro abbondante funzione di controllo del campo luminoso può dare un nuovo slancio.

Per i ricercatori che stanno per intraprendere questo campo o che stanno già lavorando in questo campo, una comprensione completa e sistematica del recente sviluppo può aiutarli a costruire un quadro ragionevole, ed esplorare la fisica più profonda basata sui predecessori.