Yeni teknolojikuantum fotodedektör
Dünyanın en küçük silikon çipi kuantumfotodedektör
Yakın zamanda, Birleşik Krallık'taki bir araştırma ekibi, kuantum teknolojisinin minyatürleştirilmesinde önemli bir atılım gerçekleştirdi; dünyanın en küçük kuantum fotodedektörünü silikon bir çipe başarıyla entegre ettiler. "Bi-CMOS elektronik fotonik entegre devre kuantum ışık dedektörü" başlıklı çalışma, Science Advances dergisinde yayınlandı. 1960'larda bilim insanları ve mühendisler, transistörleri ilk kez ucuz mikroçipler üzerine minyatürleştirdiler; bu yenilik, bilgi çağının başlangıcını müjdeledi. Şimdi ise bilim insanları, insan saçından daha ince kuantum fotodedektörlerinin silikon bir çipe entegrasyonunu ilk kez göstererek, bizi ışığı kullanan bir kuantum teknolojisi çağına bir adım daha yaklaştırdılar. Yeni nesil gelişmiş bilgi teknolojisini gerçekleştirmek için, yüksek performanslı elektronik ve fotonik ekipmanların büyük ölçekli üretimi temel oluşturmaktadır. Mevcut ticari tesislerde kuantum teknolojisi üretimi, dünya çapındaki üniversite araştırmaları ve şirketler için devam eden bir zorluktur. Yüksek performanslı kuantum donanımını büyük ölçekte üretebilmek, kuantum hesaplama için çok önemlidir, çünkü bir kuantum bilgisayar bile çok sayıda bileşen gerektirir.
Birleşik Krallık'taki araştırmacılar, entegre devre alanı yalnızca 80 mikron x 220 mikron olan bir kuantum fotodedektörünü gösterdiler. Bu kadar küçük bir boyut, kuantum fotodedektörlerinin çok hızlı olmasını sağlar; bu da yüksek hızlı internet erişiminin önünü açmak için çok önemlidir.kuantum iletişimive optik kuantum bilgisayarların yüksek hızlı çalışmasını mümkün kılıyor. Yerleşik ve ticari olarak mevcut üretim tekniklerinin kullanılması, algılama ve iletişim gibi diğer teknoloji alanlarına erken uygulamayı kolaylaştırıyor. Bu tür dedektörler, kuantum optiğinde çok çeşitli uygulamalarda kullanılır, oda sıcaklığında çalışabilir ve kuantum iletişimi, son teknoloji ürünü yerçekimi dalgası dedektörleri gibi son derece hassas sensörler ve belirli kuantum bilgisayarların tasarımı için uygundur.
Bu dedektörler hızlı ve küçük olmalarına rağmen, aynı zamanda çok hassastırlar. Kuantum ışığını ölçmenin anahtarı, kuantum gürültüsüne olan hassasiyettir. Kuantum mekaniği, tüm optik sistemlerde küçük, temel seviyelerde gürültü üretir. Bu gürültünün davranışı, sistemde iletilen kuantum ışığının türü hakkında bilgi verir, optik sensörün hassasiyetini belirleyebilir ve kuantum durumunu matematiksel olarak yeniden yapılandırmak için kullanılabilir. Çalışma, optik dedektörü daha küçük ve daha hızlı hale getirmenin, kuantum durumlarını ölçme hassasiyetini engellemediğini gösterdi. Gelecekte, araştırmacılar diğer çığır açan kuantum teknolojisi donanımlarını çip ölçeğine entegre etmeyi ve yeni teknolojinin verimliliğini daha da artırmayı planlıyorlar.optik dedektörDedektörün daha geniş kitlelere ulaşmasını sağlamak için araştırma ekibi, piyasada bulunan püskürtme mekanizmalarını kullanarak dedektörü üretti. Ancak ekip, kuantum teknolojisiyle ölçeklenebilir üretim zorluklarını ele almaya devam etmenin kritik önem taşıdığını vurguluyor. Gerçekten ölçeklenebilir kuantum donanım üretimini göstermeden, kuantum teknolojisinin etkisi ve faydaları gecikecek ve sınırlı kalacaktır. Bu atılım, kuantum teknolojisinin büyük ölçekli uygulamalarına ulaşmada önemli bir adımı işaret ediyor.kuantum teknolojisiKuantum hesaplama ve kuantum iletişiminin geleceği sonsuz olasılıklarla dolu.
Şekil 2: Cihaz prensibinin şematik diyagramı.
Yayın tarihi: 03-12-2024