Noua tehnologie defotodetector cuantic
Cel mai mic cip cuantic de siliciu din lumefotodetector
Recent, o echipă de cercetare din Regatul Unit a făcut o descoperire importantă în miniaturizarea tehnologiei cuantice, au integrat cu succes cel mai mic fotodetector cuantic din lume într-un cip de siliciu. Lucrarea, intitulată „Un detector de lumină cuantică cu circuit integrat fotonic electronic Bi-CMOS”, este publicată în Science Advances. În anii 1960, oamenii de știință și inginerii au miniaturizat pentru prima dată tranzistoarele pe microcipuri ieftine, o inovație care a inaugurat era informației. Acum, oamenii de știință au demonstrat pentru prima dată integrarea fotodetectorilor cuantici mai subțiri decât un păr uman pe un cip de siliciu, aducându-ne cu un pas mai aproape de o eră a tehnologiei cuantice care utilizează lumina. Pentru a realiza următoarea generație de tehnologie avansată a informației, producția la scară largă de echipamente electronice și fotonice de înaltă performanță este fundația. Fabricarea tehnologiei cuantice în unitățile comerciale existente este o provocare continuă pentru cercetarea universitară și companiile din întreaga lume. Capacitatea de a produce hardware cuantic de înaltă performanță la scară largă este crucială pentru calculul cuantic, deoarece chiar și construirea unui computer cuantic necesită un număr mare de componente.
Cercetătorii din Regatul Unit au demonstrat un fotodetector cuantic cu o zonă a circuitului integrat de doar 80 de microni pe 220 de microni. O dimensiune atât de mică permite fotodetectorilor cuantici să fie foarte rapid, ceea ce este esențial pentru deblocarea de mare vitezăcomunicare cuanticăși permite operarea de mare viteză a calculatoarelor cuantice optice. Utilizarea tehnicilor de fabricație consacrate și disponibile comercial facilitează aplicarea timpurie în alte domenii tehnologice, cum ar fi detectarea și comunicațiile. Astfel de detectoare sunt utilizate într-o mare varietate de aplicații în optică cuantică, pot funcționa la temperatura camerei și sunt potrivite pentru comunicații cuantice, senzori extrem de sensibili, cum ar fi detectoare de unde gravitaționale de ultimă generație și în proiectarea anumitor detectoare cuantice. calculatoare.
Deși acești detectori sunt rapid și mici, sunt și foarte sensibili. Cheia pentru măsurarea luminii cuantice este sensibilitatea la zgomotul cuantic. Mecanica cuantică produce niveluri minime, de bază, de zgomot în toate sistemele optice. Comportamentul acestui zgomot dezvăluie informații despre tipul de lumină cuantică transmisă în sistem, poate determina sensibilitatea senzorului optic și poate fi folosit pentru a reconstrui matematic starea cuantică. Studiul a arătat că a face detectorul optic mai mic și mai rapid nu a împiedicat sensibilitatea acestuia la măsurarea stărilor cuantice. În viitor, cercetătorii intenționează să integreze alte tehnologii cuantice perturbatoare la scara cipului, îmbunătățind și mai mult eficiența nouluidetector opticși testați-l într-o varietate de aplicații diferite. Pentru a face detectorul mai disponibil pe scară largă, echipa de cercetare l-a fabricat folosind fântâni disponibile comercial. Cu toate acestea, echipa subliniază că este esențial să abordăm în continuare provocările producției scalabile cu tehnologia cuantică. Fără a demonstra fabricarea hardware cuantică cu adevărat scalabilă, impactul și beneficiile tehnologiei cuantice vor fi întârziate și limitate. Această descoperire marchează un pas important către realizarea de aplicații la scară largătehnologie cuantică, iar viitorul calculului cuantic și al comunicării cuantice este plin de posibilități nesfârșite.
Figura 2: Schema schematică a principiului dispozitivului.
Ora postării: Dec-03-2024