Yeni teknolojikuantum fotodetektör
Dünyanın en küçük silikon çip kuantumufotodetektör
Son zamanlarda, Birleşik Krallık'taki bir araştırma ekibi, kuantum teknolojisinin minyatürleştirilmesinde önemli bir atılım yaptı, dünyanın en küçük kuantum fotodetektörünü bir silikon çipine başarıyla entegre ettiler. “BI-CMOS elektronik fotonik entegre devre kuantum ışık dedektörü” başlıklı çalışma, Science Advances'da yayınlandı. 1960'larda, bilim adamları ve mühendisler ilk olarak transistörleri, bilgi çağında başlatan bir yenilik olan ucuz mikroçiplere minyatürleştirdiler. Şimdi, bilim adamları ilk kez kuantum fotodetektörlerinin bir insan saçından daha ince bir silikon çip üzerine entegrasyonunu gösterdiler ve bizi ışık kullanan kuantum teknolojisi dönemine bir adım daha yaklaştırıyor. Yeni nesil gelişmiş bilgi teknolojisini gerçekleştirmek için, yüksek performanslı elektronik ve fotonik ekipmanların büyük ölçekli üretimi temeldir. Mevcut ticari tesislerde kuantum teknolojisinin üretimi, üniversite araştırmaları ve dünyadaki şirketler için devam eden bir zorluktur. Büyük ölçekte yüksek performanslı kuantum donanımı üretebilmek kuantum bilgi işlem için çok önemlidir, çünkü bir kuantum bilgisayar oluşturmak bile çok sayıda bileşen gerektirir.
Birleşik Krallık'taki araştırmacılar, sadece 80 mikron x 220 mikron entegre bir devre alanı olan bir kuantum fotodetektör gösterdiler. Böyle küçük bir boyut, kuantum fotodetektörlerinin çok hızlı olmasına izin verir, bu da yüksek hızlı kilidini açmak için gereklidirkuantum iletişimive optik kuantum bilgisayarların yüksek hızlı çalışmasını sağlamak. Yerleşik ve ticari olarak temin edilebilen üretim tekniklerini kullanmak, algılama ve iletişim gibi diğer teknoloji alanlarına erken uygulamayı kolaylaştırır. Bu tür dedektörler kuantum optiklerinde çok çeşitli uygulamalarda kullanılır, oda sıcaklığında çalışabilir ve kuantum iletişimleri, en son teknoloji yerçekimi dalga dedektörleri ve belirli kuantum bilgisayarların tasarımı gibi son derece hassas sensörler için uygundur.
Bu dedektörler hızlı ve küçük olmasına rağmen, aynı zamanda çok hassastırlar. Kuantum ışığını ölçmenin anahtarı kuantum gürültüsüne duyarlılıktır. Kuantum mekaniği tüm optik sistemlerde küçük, temel gürültü seviyeleri üretir. Bu gürültünün davranışı, sistemde iletilen kuantum ışığının türü hakkında bilgi ortaya çıkarır, optik sensörün hassasiyetini belirleyebilir ve kuantum durumunu matematiksel olarak yeniden yapılandırmak için kullanılabilir. Çalışma, optik dedektörü daha küçük ve daha hızlı yapmanın kuantum durumlarını ölçmeye duyarlılığını engellemediğini göstermiştir. Gelecekte, araştırmacılar diğer yıkıcı kuantum teknolojisi donanımını CHIP ölçeğine entegre etmeyi planlıyor, yeni olanın verimliliğini daha da artırmayıoptik dedektörve çeşitli farklı uygulamalarda test edin. Dedektörü daha yaygın hale getirmek için, araştırma ekibi ticari olarak temin edilebilen çeşmeleri kullanarak üretti. Bununla birlikte, ekip ölçeklenebilir üretimin kuantum teknolojisi ile zorluklarını ele almaya devam etmenin önemli olduğunu vurgulamaktadır. Gerçekten ölçeklenebilir kuantum donanım üretimi göstermeden, kuantum teknolojisinin etkisi ve faydaları gecikecek ve sınırlı olacaktır. Bu atılım, büyük ölçekli uygulamalara ulaşmak için önemli bir adım atıyorkuantum teknolojisive kuantum bilgi işlem ve kuantum iletişiminin geleceği sonsuz olasılıklarla doludur.
Şekil 2: Cihaz prensibinin şematik diyagramı.
Gönderme Zamanı: Aralık-03-2024