Нова технологија одквантни фотодетектор
Најмањи квант силицијумског чипа на светуфотодетектор
Недавно је истраживачки тим у Уједињеном Краљевству направио важан искорак у минијатуризацији квантне технологије, успешно су интегрисали најмањи квантни фотодетектор на свету у силицијумски чип. Рад под називом „Квантни детектор светлости са електронским фотонским интегрисаним колом Би-ЦМОС“ објављен је у часопису Сциенце Адванцес. Током 1960-их, научници и инжењери су први пут минијатуризирали транзисторе на јефтине микрочипове, иновацију која је увела информатичко доба. Сада су научници по први пут демонстрирали интеграцију квантних фотодетектора тањих од људске косе на силицијумски чип, што нас доводи корак ближе ери квантне технологије која користи светлост. Да би се реализовала следећа генерација напредне информационе технологије, основа је велика производња електронске и фотонске опреме високих перформанси. Производња квантне технологије у постојећим комерцијалним објектима је стални изазов за универзитетска истраживања и компаније широм света. Могућност производње квантног хардвера високих перформанси у великим размерама је кључна за квантно рачунарство, јер чак и изградња квантног рачунара захтева велики број компоненти.
Истраживачи из Уједињеног Краљевства демонстрирали су квантни фотодетектор са површином интегрисаног кола од само 80 микрона са 220 микрона. Тако мала величина омогућава квантним фотодетекторима да буду веома брзи, што је неопходно за откључавање брзихквантна комуникацијаи омогућавање велике брзине рада оптичких квантних рачунара. Коришћење утврђених и комерцијално доступних производних техника олакшава рану примену у другим технолошким областима као што су сензори и комуникације. Такви детектори се користе у широком спектру апликација у квантној оптици, могу да раде на собној температури и погодни су за квантне комуникације, изузетно осетљиве сензоре као што су најсавременији детектори гравитационих таласа, као и за пројектовање одређених квантних компјутери.
Иако су ови детектори брзи и мали, они су такође веома осетљиви. Кључ за мерење квантне светлости је осетљивост на квантни шум. Квантна механика производи мале, основне нивое шума у свим оптичким системима. Понашање ове буке открива информације о врсти квантне светлости која се преноси у систему, може одредити осетљивост оптичког сензора и може се користити за математичку реконструкцију квантног стања. Студија је показала да смањење и бржи оптички детектор не омета његову осетљивост на мерење квантних стања. У будућности, истраживачи планирају да интегришу други реметилачки хардвер квантне технологије у скалу чипа, додатно побољшајући ефикасност новогоптички детектор, и тестирајте га у разним апликацијама. Да би детектор учинио доступнијим, истраживачки тим га је произвео користећи комерцијално доступне фонтане. Међутим, тим наглашава да је кључно наставити да се бави изазовима скалабилне производње квантном технологијом. Без демонстрирања заиста скалабилне производње квантног хардвера, утицај и предности квантне технологије ће бити одложени и ограничени. Овај пробој означава важан корак ка постизању примене великих размераквантна технологија, а будућност квантног рачунарства и квантне комуникације пуна је бескрајних могућности.
Слика 2: Шематски дијаграм принципа уређаја.
Време поста: 03.12.2024