Yeni teknolojikuantum fotodedektör
Dünyanın en küçük silikon çip kuantumufotodetektör
Son zamanlarda Birleşik Krallık'taki bir araştırma ekibi, kuantum teknolojisinin minyatürleştirilmesinde önemli bir atılım gerçekleştirdi; dünyanın en küçük kuantum fotodetektörünü bir silikon çipe başarıyla entegre ettiler. "Bir Bi-CMOS elektronik fotonik entegre devre kuantum ışık dedektörü" başlıklı çalışma Science Advances dergisinde yayınlandı. 1960'larda bilim adamları ve mühendisler ilk olarak transistörleri ucuz mikroçiplere minyatürleştirdiler; bu, bilgi çağını başlatan bir yenilikti. Bilim insanları ilk kez insan saçından ince kuantum fotodetektörlerin silikon çip üzerine entegrasyonunu gösterdi ve bu da bizi ışık kullanan kuantum teknolojisi çağına bir adım daha yaklaştırdı. Yeni nesil ileri bilgi teknolojisini gerçekleştirmek için yüksek performanslı elektronik ve fotonik ekipmanların büyük ölçekli üretimi temeldir. Mevcut ticari tesislerde kuantum teknolojisinin üretilmesi, üniversite araştırmaları ve dünya çapındaki şirketler için süregelen bir zorluktur. Büyük ölçekte yüksek performanslı kuantum donanımı üretebilmek kuantum hesaplama için çok önemlidir, çünkü bir kuantum bilgisayarı oluşturmak bile çok sayıda bileşen gerektirir.
Birleşik Krallık'taki araştırmacılar, yalnızca 80 mikrona 220 mikronluk entegre devre alanına sahip bir kuantum fotodetektörü gösterdiler. Bu kadar küçük bir boyut, kuantum fotodetektörlerin çok hızlı olmasını sağlar; bu da yüksek hızların kilidini açmak için gereklidir.kuantum iletişimive optik kuantum bilgisayarların yüksek hızda çalışmasını sağlamak. Yerleşik ve ticari olarak mevcut üretim tekniklerinin kullanılması, algılama ve iletişim gibi diğer teknoloji alanlarına erken uygulamayı kolaylaştırır. Bu tür dedektörler kuantum optiğinde çok çeşitli uygulamalarda kullanılır, oda sıcaklığında çalışabilir ve kuantum iletişimleri için uygundur, son teknoloji ürünü kütleçekimsel dalga dedektörleri gibi son derece hassas sensörler ve belirli kuantum dedektörlerinin tasarımında kullanılır. bilgisayarlar.
Bu dedektörler hızlı ve küçük olmalarına rağmen oldukça hassastırlar. Kuantum ışığını ölçmenin anahtarı kuantum gürültüsüne duyarlılıktır. Kuantum mekaniği tüm optik sistemlerde çok küçük, temel düzeylerde gürültü 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 detektörün daha küçük ve daha hızlı hale getirilmesinin, kuantum durumlarını ölçme hassasiyetini engellemediğini gösterdi. Gelecekte araştırmacılar, diğer çığır açıcı kuantum teknolojisi donanımlarını çip ölçeğine entegre etmeyi ve yeni sistemin verimliliğini daha da artırmayı planlıyor.optik dedektörve bunu çeşitli farklı uygulamalarda test edin. Dedektörü daha yaygın olarak kullanılabilir hale getirmek için araştırma ekibi, onu ticari olarak temin edilebilen çeşmeler kullanarak üretti. Ancak ekip, ölçeklenebilir üretimin zorluklarını kuantum teknolojisiyle çözmeye devam etmenin kritik önem taşıdığını vurguluyor. Gerçek anlamda ölçeklenebilir kuantum donanımı üretimi kanıtlanmadıkça, kuantum teknolojisinin etkisi ve faydaları gecikecek ve sınırlı kalacaktır. Bu atılım, büyük ölçekli uygulamalara ulaşma yolunda önemli bir adıma işaret ediyorkuantum teknolojisive kuantum hesaplamanın ve kuantum iletişiminin geleceği sonsuz olasılıklarla doludur.
Şekil 2: Cihaz prensibinin şematik diyagramı.
Gönderim zamanı: Aralık-03-2024