Jauna tehnoloģijakvantu fotodetektors
Pasaulē mazākais silīcija mikroshēmas kvantsfotodetektors
Nesen pētnieku grupa Apvienotajā Karalistē ir veikusi nozīmīgu izrāvienu kvantu tehnoloģiju miniaturizācijā, veiksmīgi integrējot pasaulē mazāko kvantu fotodetektoru silīcija mikroshēmā. Darbs ar nosaukumu "Bi-CMOS elektroniskās fotoniskās integrētās shēmas kvantu gaismas detektors" ir publicēts Science Advances. Sešdesmitajos gados zinātnieki un inženieri pirmo reizi miniaturizēja tranzistorus uz lētām mikroshēmām, kas ir inovācija, kas ievadīja informācijas laikmetu. Tagad zinātnieki pirmo reizi ir parādījuši par cilvēka matu plānāku kvantu fotodetektoru integrāciju silīcija mikroshēmā, tuvinot mūs vienu soli tuvāk kvantu tehnoloģiju laikmetam, kurā tiek izmantota gaisma. Lai realizētu progresīvu informācijas tehnoloģiju nākamās paaudzes, pamats ir liela mēroga augstas veiktspējas elektronisko un fotonisko iekārtu ražošana. Kvantu tehnoloģiju ražošana esošajās komerciālajās iekārtās ir pastāvīgs izaicinājums universitāšu pētniecībai un uzņēmumiem visā pasaulē. Spēja ražot augstas veiktspējas kvantu aparatūru lielā mērogā ir ļoti svarīga kvantu skaitļošanai, jo pat kvantu datora izveidei ir nepieciešams liels skaits komponentu.
Pētnieki Apvienotajā Karalistē ir parādījuši kvantu fotodetektoru, kura integrētās shēmas laukums ir tikai 80 mikroni x 220 mikroni. Tik mazs izmērs ļauj kvantu fotodetektoriem darboties ļoti ātri, kas ir būtiski liela ātruma atbloķēšanaikvantu komunikācijaun optisko kvantu datoru liela ātruma darbības nodrošināšana. Iedibinātu un komerciāli pieejamu ražošanas metožu izmantošana atvieglo agrīnu pielietojumu citās tehnoloģiju jomās, piemēram, sensoros un sakaros. Šādus detektorus izmanto daudzos kvantu optikas lietojumos, tie var darboties istabas temperatūrā un ir piemēroti kvantu sakariem, īpaši jutīgiem sensoriem, piemēram, mūsdienīgiem gravitācijas viļņu detektoriem, kā arī noteiktu kvantu projektēšanā. datori.
Lai gan šie detektori ir ātri un mazi, tie ir arī ļoti jutīgi. Kvantu gaismas mērīšanas atslēga ir jutība pret kvantu troksni. Kvantu mehānika rada nelielus pamata trokšņa līmeņus visās optiskajās sistēmās. Šī trokšņa uzvedība atklāj informāciju par sistēmā pārraidītās kvantu gaismas veidu, var noteikt optiskā sensora jutību un to var izmantot, lai matemātiski rekonstruētu kvantu stāvokli. Pētījums parādīja, ka, padarot optisko detektoru mazāku un ātrāku, tas netraucēja tā jutību pret kvantu stāvokļu mērīšanu. Nākotnē pētnieki plāno integrēt mikroshēmu mērogā citu traucējošu kvantu tehnoloģiju aparatūru, lai vēl vairāk uzlabotu jaunās sistēmas efektivitāti.optiskais detektorsun pārbaudiet to dažādās lietojumprogrammās. Lai detektors būtu plašāk pieejams, pētnieku grupa to izgatavoja, izmantojot komerciāli pieejamus strūklakus. Tomēr komanda uzsver, ka ir ļoti svarīgi turpināt risināt mērogojamās ražošanas problēmas, izmantojot kvantu tehnoloģiju. Nedemonstrējot patiesi mērogojamu kvantu aparatūras ražošanu, kvantu tehnoloģijas ietekme un ieguvumi tiks aizkavēti un ierobežoti. Šis sasniegums iezīmē svarīgu soli ceļā uz liela mēroga lietojumiemkvantu tehnoloģija, un kvantu skaitļošanas un kvantu komunikācijas nākotne ir pilna ar bezgalīgām iespējām.
2. attēls: Ierīces principa shematiskā diagramma.
Izlikšanas laiks: Dec-03-2024