Új technológiájakvantumfotodetektor
A világ legkisebb szilícium chips kvantumafotodetektor
Az utóbbi időben az Egyesült Királyságban egy kutatócsoport fontos áttörést hajtott végre a kvantumtechnika miniatürizálásában, és sikeresen integrálták a világ legkisebb kvantumfotodetektorát egy szilikon chipbe. A „BI-CMOS elektronikus fotonikus integrált áramköri kvantum-detektor” című művet a Science Advances közzéteszi. Az 1960 -as években a tudósok és a mérnökök először miniatürizáltak a tranzisztorokat az olcsó mikrochipekre, ez az innováció, amely az információs korban vezetett be. Most a tudósok először bizonyították, hogy a kvantumfotodetektorok vékonyabbak, mint az emberi haj egy szilícium chipre, egy lépéssel közelebb hozva nekünk a fényt használó kvantumtechnika korszakához. A fejlett információs technológia következő generációjának megvalósítása érdekében az alap az alapja a nagy teljesítményű elektronikus és fotonikus berendezések nagyszabású gyártása. A meglévő kereskedelmi létesítményekben a kvantumtechnika gyártása folyamatos kihívás az egyetemi kutatások és a vállalatok számára szerte a világon. A kvantumszámítás szempontjából elengedhetetlen a nagyteljesítményű kvantum hardver nagyméretű hardverének előállításának képessége, mivel még a kvantumszámítógép felépítése is nagy számú alkatrészt igényel.
Az Egyesült Királyság kutatói egy kvantumfotodetektort mutattak be, amelynek integrált áramköri területe mindössze 80 mikron, 220 mikron. Egy ilyen kis méret lehetővé teszi a kvantumfotodetektorok számára, hogy nagyon gyors legyenek, ami elengedhetetlen a nagy sebességű feloldáshozkvantumkommunikációés lehetővé teszi az optikai kvantumszámítógépek nagysebességű működését. A létrehozott és a kereskedelemben kapható gyártási technikák használata megkönnyíti a korai alkalmazást más technológiai területeken, például az érzékeléshez és a kommunikációhoz. Az ilyen detektorokat a kvantumoptika széles skálájában használják, szobahőmérsékleten működhetnek, és alkalmasak kvantumkommunikációra, rendkívül érzékeny érzékelőkre, például a legkorszerűbb gravitációs hullámdetektorokra és bizonyos kvantumszámítógépek tervezésére.
Bár ezek az érzékelők gyors és kicsik, szintén nagyon érzékenyek. A kvantumfény mérésének kulcsa a kvantumzaj iránti érzékenység. A kvantummechanika apró, alapszintű zajszintet eredményez minden optikai rendszerben. Ennek a zajnak a viselkedése felfedi a rendszerben továbbított kvantumfény típusáról, meghatározhatja az optikai érzékelő érzékenységét, és felhasználható a kvantumállapot matematikai rekonstrukciójára. A tanulmány kimutatta, hogy az optikai detektor kisebb és gyorsabbá tétele nem akadályozta érzékenységét a kvantumállapotok mérésére. A jövőben a kutatók azt tervezik, hogy más zavaró kvantum -technológiai hardvereket integrálják a chip skálára, tovább javítják az új hatékonyságátoptikai detektor, és tesztelje különféle alkalmazásokban. Annak érdekében, hogy az érzékelőt szélesebb körben elérhetővé tegyék, a kutatócsoport a kereskedelemben kapható szökőkútok felhasználásával gyártotta. A csapat azonban hangsúlyozza, hogy kritikus fontosságú a kvantum -technológiával folytatott méretezhető gyártás kihívásainak kezelése. Anélkül, hogy bemutatnánk az igazán skálázható kvantum -hardvergyártást, a kvantumtechnika hatása és előnyei késleltetnek és korlátozottak lesznek. Ez az áttörés fontos lépést jelent a nagy léptékű alkalmazások elérése felékvantumtechnika, és a kvantumszámítás és a kvantumkommunikáció jövője tele van végtelen lehetőségekkel.
2. ábra: Az eszköz elvének vázlatos diagramja.
A postai idő: december-03-2024