Uus tehnoloogiakvantfotodetektor
Maailma väikseim ränikiibi kvantfotodetektor
Hiljuti tegi Ühendkuningriigi uurimisrühm olulise läbimurde kvanttehnoloogia miniaturiseerimisel, integreerides edukalt maailma väikseima kvantfotodetektori ränikiibile. Töö pealkirjaga „Bi-CMOS elektrooniline footonintegraallülituse kvantvalgusdetektor“ avaldati ajakirjas Science Advances. 1960. aastatel miniaturiseerisid teadlased ja insenerid transistorid esmakordselt odavatele mikrokiipidele – see innovatsioon juhatas sisse infoajastu. Nüüd on teadlased esmakordselt demonstreerinud inimese juuksekarvast õhemate kvantfotodetektorite integreerimist ränikiibile, viies meid sammu lähemale valgust kasutava kvanttehnoloogia ajastule. Järgmise põlvkonna täiustatud infotehnoloogia realiseerimiseks on aluseks suure jõudlusega elektroonika- ja footonseadmete laiaulatuslik tootmine. Kvanttehnoloogia tootmine olemasolevates ärihoonetes on ülikoolide uurimistöö ja ettevõtete jaoks kogu maailmas pidev väljakutse. Suure jõudlusega kvantriistvara laiaulatuslik tootmine on kvantarvutuse jaoks ülioluline, sest isegi kvantarvuti ehitamiseks on vaja suurt hulka komponente.
Ühendkuningriigi teadlased on demonstreerinud kvantfotodetektorit, mille integraallülituse pindala on vaid 80 mikronit korda 220 mikronit. Nii väike suurus võimaldab kvantfotodetektoritel olla väga kiired, mis on oluline kiirete elementide avamiseks.kvantkommunikatsioonja võimaldades optiliste kvantarvutite kiiret tööd. Väljakujunenud ja kaubanduslikult kättesaadavate tootmistehnikate kasutamine hõlbustab varajast rakendamist teistes tehnoloogiavaldkondades, näiteks sensorites ja kommunikatsioonis. Selliseid detektoreid kasutatakse kvantoptikas väga erinevates rakendustes, need võivad töötada toatemperatuuril ning sobivad kvantkommunikatsiooniks, äärmiselt tundlike andurite, näiteks tipptasemel gravitatsioonilaine detektorite jaoks ja teatud kvantarvutite disainimiseks.
Kuigi need detektorid on kiired ja väikesed, on nad ka väga tundlikud. Kvantvalguse mõõtmise võti on tundlikkus kvantmüra suhtes. Kvantmehaanika tekitab kõigis optilistes süsteemides pisikesi, elementaarseid müratasemeid. Selle müra käitumine annab teavet süsteemis edastatava kvantvalguse tüübi kohta, saab määrata optilise anduri tundlikkuse ja seda saab kasutada kvantseisundi matemaatiliseks rekonstrueerimiseks. Uuring näitas, et optilise detektori väiksemaks ja kiiremaks muutmine ei takistanud selle tundlikkust kvantseisundite mõõtmisel. Tulevikus plaanivad teadlased kiibi skaalale integreerida ka muud murrangulist kvanttehnoloogia riistvara, et veelgi parandada uue süsteemi tõhusust.optiline detektorja testida seda erinevates rakendustes. Detektori laiema kättesaadavuse tagamiseks valmistas uurimisrühm selle kaubanduslikult saadaolevate purskkaevude abil. Siiski rõhutab meeskond, et on ülioluline jätkata kvanttehnoloogia abil skaleeritava tootmise väljakutsetega tegelemist. Ilma tõeliselt skaleeritava kvantriistvara tootmise demonstreerimiseta on kvanttehnoloogia mõju ja eelised hilinenud ja piiratud. See läbimurre tähistab olulist sammu laiaulatuslike rakenduste saavutamise suunas.kvanttehnoloogiaja kvantarvutuse ning kvantkommunikatsiooni tulevik on täis lõputuid võimalusi.
Joonis 2: Seadme põhimõtte skemaatiline diagramm.
Postituse aeg: 03. dets 2024