Yeni teknolojikuantum fotodetektörü
Dünyanın en küçük silikon çip kuantumfotodedektör
Son zamanlarda, Birleşik Krallık'taki bir araştırma ekibi kuantum teknolojisinin minyatürleştirilmesinde önemli bir atılım yaptı, dünyanın en küçük kuantum fotodedektörünü bir silikon çipe başarıyla entegre ettiler. "Bir Bi-CMOS elektronik fotonik entegre devre kuantum ışık dedektörü" başlıklı çalışma Science Advances'ta yayınlandı. 1960'larda, bilim insanları ve mühendisler ilk olarak transistörleri ucuz mikroçiplere minyatürleştirdiler, bu da bilgi çağını başlatan bir yenilikti. Şimdi, bilim insanları ilk kez insan saçından daha ince kuantum fotodedektörlerinin bir silikon çipe entegre edildiğini gösterdiler ve 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 temeldir. Mevcut ticari tesislerde kuantum teknolojisi üretmek, dünya çapındaki üniversite araştırmaları ve şirketler için devam eden bir zorluktur. Büyük ölçekte yüksek performanslı kuantum donanımı üretebilmek, kuantum hesaplama için çok önemlidir, çünkü bir kuantum bilgisayarı inşa etmek bile çok sayıda bileşen gerektirir.
Birleşik Krallık'taki araştırmacılar, sadece 80 mikron x 220 mikron entegre devre alanına sahip bir kuantum fotodedektör gösterdiler. Bu kadar küçük bir boyut, kuantum fotodedektörlerin çok hızlı olmasını sağlar ve bu da yüksek hızlıkuantum iletişimive optik kuantum bilgisayarlarının yüksek hızda çalışmasını sağlar. Yerleşik ve ticari olarak mevcut üretim tekniklerinin kullanılması, 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, son teknoloji kütleçekim dalgası dedektörleri gibi son derece hassas sensörler ve belirli kuantum bilgisayarlarının tasarımı için uygundur.
Bu dedektörler hızlı ve küçük olsalar da, aynı zamanda çok hassastırlar. Kuantum ışığını ölçmenin anahtarı kuantum gürültüsüne olan duyarlılıktır. Kuantum mekaniği tüm optik sistemlerde küçük, temel gürültü seviyeleri üretir. Bu gürültünün davranışı sistemde iletilen kuantum ışığının türü hakkında bilgi verir, optik sensörün duyarlılığını belirleyebilir ve kuantum durumunu matematiksel olarak yeniden oluşturmak için kullanılabilir. Çalışma, optik dedektörü daha küçük ve daha hızlı hale getirmenin kuantum durumlarını ölçme duyarlılığını engellemediğini gösterdi. Araştırmacılar gelecekte, diğer yıkıcı kuantum teknolojisi donanımlarını çip ölçeğine entegre etmeyi ve yenisinin verimliliğini daha da artırmayı planlıyoroptik dedektörve çeşitli farklı uygulamalarda test edin. Dedektörü daha yaygın olarak kullanılabilir hale getirmek için araştırma ekibi, ticari olarak temin edilebilen çeşmeler kullanarak üretti. Ancak ekip, ölçeklenebilir üretim zorluklarını kuantum teknolojisiyle ele almaya devam etmenin kritik öneme sahip olduğunu vurguluyor. Gerçekten ölçeklenebilir kuantum donanım üretimi gösterilmeden, kuantum teknolojisinin etkisi ve faydaları gecikecek ve sınırlı kalacaktır. Bu atılım, büyük ölçekli uygulamalara ulaşma yolunda önemli bir adımdırkuantum teknolojisive kuantum hesaplamanın ve kuantum iletişiminin geleceği sonsuz olasılıklarla dolu.
Şekil 2: Cihaz prensibinin şematik diyagramı.
Gönderi zamanı: 03-12-2024