Нова технологија одквантни фотодетектор
Најмањи квантни силицијумски чип на светуфотодетектор
Недавно је истраживачки тим у Уједињеном Краљевству направио важан пробој у минијатуризацији квантне технологије, успешно интегришући најмањи квантни фотодетектор на свету у силицијумски чип. Рад под називом „Bi-CMOS електронски фотонски интегрисани коло квантни детектор светлости“ објављен је у часопису Science Advances. Шездесетих година прошлог века, научници и инжењери су први пут минијатуризовали транзисторе на јефтине микрочипове, иновацију која је увела информатичко доба. Сада су научници први пут демонстрирали интеграцију квантних фотодетектора тањих од људске длаке на силицијумски чип, доводећи нас корак ближе ери квантне технологије која користи светлост. Да би се реализовала следећа генерација напредне информационе технологије, производња високоперформансне електронске и фотонске опреме у великим размерама је основа. Производња квантне технологије у постојећим комерцијалним објектима је стални изазов за универзитетска истраживања и компаније широм света. Могућност производње високоперформансног квантног хардвера у великим размерама је кључна за квантно рачунарство, јер чак и изградња квантног рачунара захтева велики број компоненти.
Истраживачи у Уједињеном Краљевству 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 великих брзина.квантна комуникацијаи омогућавање рада оптичких квантних рачунара великом брзином. Коришћење успостављених и комерцијално доступних техника производње олакшава рану примену у другим технолошким областима као што су сензори и комуникације. Такви детектори се користе у широком спектру примена 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 и у дизајну одређених квантних рачунара.
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 овог шума открива информације о типу 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 убрзавање оптичког детектора није ометало његову осетљивост на мерење квантних стања. У будућности, истраживачи планирају да интегришу други револуционарни квантни технолошки хардвер на нивоу чипа, како би додатно побољшали ефикасност новог...оптички детектор, и тестирати га у различитим применама. Да би детектор био шире доступан, истраживачки тим га је произвео користећи комерцијално доступне фонтанере. Међутим, тим наглашава да је кључно наставити да се бави изазовима скалабилне производње квантном технологијом. Без демонстрације истински скалабилне производње квантног хардвера, утицај и користи квантне технологије биће одложени и ограничени. Овај пробој означава важан корак ка постизању великих применаквантна технологија, а будућност квантног рачунарства и квантне комуникације је пуна бескрајних могућности.
Слика 2: Шематски дијаграм принципа уређаја.
Време објаве: 03.12.2024.