Bagong teknolohiya ng quantum photodetector

Bagong teknolohiya ngkwantum na photodetector

Ang pinakamaliit na quantum ng silicon chip sa mundophotodetector

Kamakailan lamang, isang pangkat ng pananaliksik sa United Kingdom ang nakagawa ng isang mahalagang tagumpay sa pagpapaliit ng teknolohiyang quantum, matagumpay nilang isinama ang pinakamaliit na quantum photodetector sa mundo sa isang silicon chip. Ang akda, na pinamagatang "Isang Bi-CMOS electronic photonic integrated circuit quantum light detector," ay inilathala sa Science Advances. Noong dekada 1960, unang ginawang maliliit ng mga siyentipiko at inhinyero ang mga transistor sa mga murang microchip, isang inobasyon na nagpasimula sa panahon ng impormasyon. Ngayon, sa unang pagkakataon ay ipinakita ng mga siyentipiko ang pagsasama ng mga quantum photodetector na mas manipis kaysa sa isang buhok ng tao sa isang silicon chip, na nagdadala sa atin ng isang hakbang palapit sa isang panahon ng teknolohiyang quantum na gumagamit ng liwanag. Upang maisakatuparan ang susunod na henerasyon ng advanced na teknolohiya ng impormasyon, ang malawakang paggawa ng mga high-performance na electronic at photonic na kagamitan ang pundasyon. Ang paggawa ng teknolohiyang quantum sa mga umiiral na komersyal na pasilidad ay isang patuloy na hamon para sa pananaliksik sa unibersidad at mga kumpanya sa buong mundo. Ang kakayahang gumawa ng high-performance na quantum hardware sa malaking sukat ay mahalaga para sa quantum computing, dahil kahit ang paggawa ng isang quantum computer ay nangangailangan ng maraming bahagi.

Ipinakita ng mga mananaliksik sa United Kingdom ang isang quantum photodetector na may integrated circuit area na 80 microns por 220 microns lamang. Ang ganitong maliit na sukat ay nagbibigay-daan sa mga quantum photodetector na maging napakabilis, na mahalaga para sa pag-unlock ng high-speed.komunikasyong kwantumat pagpapagana ng mabilis na operasyon ng mga optical quantum computer. Ang paggamit ng mga establisado at komersyal na magagamit na mga pamamaraan sa pagmamanupaktura ay nagpapadali sa maagang aplikasyon sa iba pang mga larangan ng teknolohiya tulad ng sensing at komunikasyon. Ang mga naturang detektor ay ginagamit sa iba't ibang aplikasyon sa quantum optics, maaaring gumana sa temperatura ng silid, at angkop para sa mga komunikasyon sa quantum, mga sobrang sensitibong sensor tulad ng mga makabagong gravitational wave detector, at sa disenyo ng ilang partikular na quantum computer.

Bagama't mabilis at maliliit ang mga detector na ito, napakasensitibo rin ng mga ito. Ang susi sa pagsukat ng quantum light ay ang sensitivity sa quantum noise. Ang quantum mechanics ay lumilikha ng maliliit at pangunahing antas ng ingay sa lahat ng optical system. Ang kilos ng ingay na ito ay nagpapakita ng impormasyon tungkol sa uri ng quantum light na ipinapadala sa system, maaaring matukoy ang sensitivity ng optical sensor, at maaaring gamitin upang mathematical na muling buuin ang quantum state. Ipinakita ng pag-aaral na ang pagpapaliit at pagpapabilis ng optical detector ay hindi nakahadlang sa sensitivity nito sa pagsukat ng quantum state. Sa hinaharap, plano ng mga mananaliksik na isama ang iba pang disruptive quantum technology hardware sa chip scale, upang higit pang mapabuti ang kahusayan ng bago.detektor ng optika, at subukan ito sa iba't ibang aplikasyon. Upang mas maging malawak ang paggamit ng detektor, ginawa ito ng pangkat ng pananaliksik gamit ang mga komersyal na fountainer. Gayunpaman, binibigyang-diin ng pangkat na mahalaga na patuloy na tugunan ang mga hamon ng scalable manufacturing gamit ang teknolohiyang quantum. Kung walang tunay na scalable quantum hardware manufacturing, ang epekto at mga benepisyo ng teknolohiyang quantum ay maaantala at malilimitahan. Ang tagumpay na ito ay nagmamarka ng isang mahalagang hakbang tungo sa pagkamit ng malawakang aplikasyon ngteknolohiyang kwantum, at ang kinabukasan ng quantum computing at quantum communication ay puno ng walang katapusang mga posibilidad.

Pigura 2: Eskematikong diagram ng prinsipyo ng aparato.