Nova tehnologijaKvantni fotodetektor
Najmanjši na svetu kvant silicijevega čipafotodetektor
V zadnjem času je raziskovalna skupina v Združenem kraljestvu pomemben preboj pri miniaturizaciji kvantne tehnologije, najmanjši kvantni fotodetektor na svetu pa je uspešno vključil v silicijev čip. Delo z naslovom "Bi-CMOS elektronski fotonski integrirani vezje Quantum Light detektor" je objavljeno v Science Advances. V šestdesetih letih prejšnjega stoletja so znanstveniki in inženirji prvič miniaturirali tranzistorje na poceni mikročipi, kar je inovacija, ki je vdala v informacijsko dobo. Zdaj so znanstveniki prvič pokazali integracijo kvantnih fotodetektorjev, ki so tanjši od človeških las na silikonski čip, kar nas je približalo obdobju kvantne tehnologije, ki uporablja svetlobo. Za uresničitev naslednje generacije napredne informacijske tehnologije je temelj obsežne proizvodnje visokozmogljive elektronske in fotonske opreme. Proizvodnja kvantne tehnologije v obstoječih komercialnih objektih je stalni izziv za univerzitetne raziskave in podjetja po vsem svetu. Možnost izdelave visokozmogljive kvantne strojne opreme v velikem obsegu je ključnega pomena za kvantno računalništvo, saj celo za izgradnjo kvantnega računalnika zahteva veliko število komponent.
Raziskovalci v Združenem kraljestvu so pokazali kvantni fotodetektor z integriranim območjem vezja le 80 mikronov do 220 mikronov. Tako majhna velikost omogoča, da so kvantni fotodetektorji zelo hitri, kar je bistvenega pomena za odklepanje visoke hitrostikvantna komunikacijain omogočanje hitrega delovanja optičnih kvantnih računalnikov. Uporaba uveljavljenih in komercialno dostopnih tehnik proizvodnje olajša zgodnjo uporabo na drugih tehnoloških področjih, kot sta zaznavanje in komunikacija. Takšni detektorji se uporabljajo v najrazličnejših aplikacijah v kvantni optiki, lahko delujejo pri sobni temperaturi in so primerni za kvantno komunikacijo, izjemno občutljive senzorje, kot so najsodobnejši gravitacijski detektorji valov in pri zasnovi nekaterih kvantnih računalnikov.
Čeprav so ti detektorji hitri in majhni, so tudi zelo občutljivi. Ključ za merjenje kvantne svetlobe je občutljivost za kvantni hrup. Kvantna mehanika proizvaja drobne, osnovne ravni hrupa v vseh optičnih sistemih. Obnašanje tega hrupa razkriva informacije o vrsti kvantne svetlobe, ki se prenaša v sistemu, lahko določi občutljivost optičnega senzorja in se lahko uporablja za matematično rekonstrukcijo kvantnega stanja. Študija je pokazala, da zaradi tega, da optični detektor manjši in hitrejši, ni oviralo njegove občutljivosti na merjenje kvantnih stanj. V prihodnosti raziskovalci načrtujejo vključitev druge moteče strojne opreme kvantne tehnologije na lestvico čipov, še izboljšajo učinkovitost novegaOptični detektor, in ga preizkusite v različnih aplikacijah. Da bi detektor postal širši na voljo, ga je raziskovalna skupina izdelala s komercialno dostopnimi vodnjaki. Vendar ekipa poudarja, da je ključnega pomena, da se še naprej spopade z izzivi razširljive proizvodnje s kvantno tehnologijo. Ne da bi prikazali resnično razširljivo kvantno proizvodnjo strojne opreme, bodo vpliv in prednosti kvantne tehnologije zavlečeni in omejeni. Ta preboj pomeni pomemben korak k doseganju obsežnih aplikacijkvantna tehnologija, in prihodnost kvantnega računalništva in kvantne komunikacije je polna neskončnih možnosti.
Slika 2: Shematski diagram načela naprave.
Čas objave: dec-03-2024