Noua tehnologie afotodetector cuantic
Cel mai mic cip de siliciu cuantic din lumefotodetector
Recent, o echipă de cercetare din Regatul Unit a făcut un progres important în miniaturizarea tehnologiei cuantice, integrând 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 tranzistori pe microcipuri ieftine, o inovație care a inaugurat era informației. Acum, oamenii de știință au demonstrat pentru prima dată integrarea unor fotodetectori cuantici mai subțiri decât firul de 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 informațională avansată, fabricarea la scară largă a echipamentelor electronice și fotonice de înaltă performanță este fundamentul. Fabricarea tehnologiei cuantice în instalațiile comerciale existente este o provocare continuă pentru cercetarea universitară și companiile din întreaga lume. Capacitatea de a fabrica 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 suprafață a circuitului integrat de doar 80 microni pe 220 microni. Dimensiunile atât de mici permit fotodetectorilor cuantici să fie foarte rapizi, ceea ce este esențial pentru deblocarea de semnale de mare viteză.comunicare cuanticăși permițând funcționarea de mare viteză a computerelor optice cuantice. 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 gamă largă de aplicații în optica cuantică, pot funcționa la temperatura camerei și sunt potrivite pentru comunicațiile cuantice, senzori extrem de sensibili, cum ar fi detectoarele de unde gravitaționale de ultimă generație, și în proiectarea anumitor computere cuantice.
Deși aceste detectoare sunt rapide și mici, ele sunt și foarte sensibile. Cheia măsurării luminii cuantice este sensibilitatea la zgomotul cuantic. Mecanica cuantică produce niveluri de zgomot foarte mici, de bază, 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 utilizat pentru a reconstrui matematic starea cuantică. Studiul a arătat că reducerea și viteza detectorului optic nu i-au afectat sensibilitatea la măsurarea stărilor cuantice. În viitor, cercetătorii intenționează să integreze alte componente hardware disruptive din domeniul tehnologiei cuantice la scară de cip, îmbunătățind în continuare eficiența noului...detector opticși să îl testeze într-o varietate de aplicații diferite. Pentru a face detectorul disponibil pe scară largă, echipa de cercetare l-a fabricat folosind surse de apă disponibile comercial. Cu toate acestea, echipa subliniază că este esențial să se continue abordarea provocărilor fabricației scalabile cu ajutorul tehnologiei cuantice. Fără a demonstra o fabricație de hardware cuantic cu adevărat scalabilă, impactul și beneficiile tehnologiei cuantice vor fi întârziate și limitate. Această descoperire marchează un pas important către realizarea aplicațiilor la scară largă aletehnologia cuantică...iar viitorul calculului cuantic și al comunicării cuantice este plin de posibilități nelimitate.
Figura 2: Schemă de principiu a dispozitivului.
Data publicării: 03 dec. 2024