Uus tehnoloogiakvantfotodetektor
Maailma väikseim ränikiibi kvantfotodetektor
Hiljuti tegi Ühendkuningriigi uurimisrühm olulise läbimurde kvanttehnoloogia miniaturiseerimisel, nad integreerisid edukalt maailma väikseima kvantfotodetektori ränikiibi sisse. Töö pealkirjaga "Bi-CMOS elektrooniline fotooniline integraallülituse kvantvalgusdetektor" avaldatakse ajakirjas Science Advances. 1960. aastatel muutsid teadlased ja insenerid esmakordselt miniatuursed transistorid odavatele mikrokiipidele – uuendus, mis juhatas sisse infoajastu. Nüüd on teadlased esimest korda demonstreerinud inimese juuksekarvast õhemate kvantfotodetektorite integreerimist ränikiibile, viies meid sammu võrra lähemale valgust kasutavale kvanttehnoloogia ajastule. Uue põlvkonna arenenud infotehnoloogia realiseerimiseks on aluseks suure jõudlusega elektrooniliste ja fotooniliste seadmete suuremahuline tootmine. Kvanttehnoloogia tootmine olemasolevates kommertsrajatistes on ülikoolide teadusuuringute ja ettevõtete jaoks kogu maailmas pidev väljakutse. Võimalus toota suure jõudlusega kvantriistvara suures mahus on kvantarvutuse jaoks ülioluline, sest isegi kvantarvuti ehitamine nõuab suurt hulka komponente.
Ühendkuningriigi teadlased on demonstreerinud kvantfotodetektorit, mille integraallülituse pindala on vaid 80 x 220 mikronit. Nii väike suurus võimaldab kvantfotodetektoritel olla väga kiire, mis on ülikiire avamiseks hädavajalikkvantkommunikatsioonja optiliste kvantarvutite kiire töö võimaldamine. Väljakujunenud ja kaubanduslikult saadaolevate tootmistehnikate kasutamine hõlbustab varast rakendamist muudes tehnoloogiavaldkondades, nagu andur ja side. Selliseid detektoreid kasutatakse kvantoptikas väga erinevates rakendustes, need võivad töötada toatemperatuuril ja sobivad kvantkommunikatsiooniks, eriti tundlikeks anduriteks, nagu tipptasemel gravitatsioonilainete detektorid, ja teatud kvantseadmete projekteerimiseks. arvutid.
Kuigi need detektorid on kiired ja väikesed, on nad ka väga tundlikud. Kvantvalguse mõõtmise võti on tundlikkus kvantmüra suhtes. Kvantmehaanika tekitab kõigis optilistes süsteemides väikeseid põhilisi müratasemeid. Selle müra käitumine paljastab teavet süsteemis edastatava kvantvalguse tüübi kohta, suudab määrata optilise anduri tundlikkust ja seda saab kasutada kvantseisundi matemaatiliseks rekonstrueerimiseks. Uuring näitas, et optilise detektori väiksemaks ja kiiremaks muutmine ei takistanud selle tundlikkust kvantolekute mõõtmisel. Tulevikus kavatsevad teadlased integreerida kiibi skaalasse muud häirivat kvanttehnoloogia riistvara, et veelgi parandada uueoptiline detektorja katsetage seda erinevates rakendustes. Detektori laiemalt kättesaadavaks muutmiseks valmistas uurimisrühm selle kaubanduslikult saadavate purskkaevude abil. Meeskond rõhutab siiski, et on oluline jätkata kvanttehnoloogiaga skaleeritava tootmise väljakutsetega tegelemist. Ilma tõeliselt skaleeritava kvantriistvaratootmise demonstreerimiseta on kvanttehnoloogia mõju ja eelised viibinud ja piiratud. See läbimurre tähistab olulist sammu laiaulatuslike rakenduste saavutamise suunaskvanttehnoloogia, ning kvantarvutamise ja kvantkommunikatsiooni tulevik on täis lõputuid võimalusi.
Joonis 2: Seadme põhimõtte skemaatiline diagramm.
Postitusaeg: detsember 03-2024