Bagong teknolohiya ngquantum photodetector
Ang pinakamaliit na silicon chip quantum sa mundophotodetector
Kamakailan, isang research team sa United Kingdom ang gumawa ng mahalagang tagumpay sa miniaturization ng quantum technology, matagumpay nilang isinama ang pinakamaliit na quantum photodetector sa mundo sa isang silicon chip. Ang gawain, na pinamagatang "Isang Bi-CMOS electronic photonic integrated circuit quantum light detector," ay inilathala sa Science Advances. Noong 1960s, ang mga siyentipiko at inhinyero ay unang nag-miniaturize ng mga transistor sa murang microchip, isang inobasyon na nag-udyok sa panahon ng impormasyon. Ngayon, ipinakita ng mga siyentipiko sa unang pagkakataon ang pagsasama ng mga quantum photodetector na mas manipis kaysa sa buhok ng tao sa isang silicon chip, na nagdadala sa amin ng isang hakbang na mas malapit sa isang panahon ng teknolohiyang quantum na gumagamit ng liwanag. Upang mapagtanto ang susunod na henerasyon ng advanced na teknolohiya ng impormasyon, ang malakihang pagmamanupaktura ng mataas na pagganap na electronic at photonic na kagamitan ay ang pundasyon. Ang paggawa ng quantum technology 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 mataas na pagganap na quantum hardware sa isang malaking sukat ay mahalaga para sa quantum computing, dahil kahit na ang pagbuo ng isang quantum computer ay nangangailangan ng malaking bilang ng mga bahagi.
Ang mga mananaliksik sa United Kingdom ay nagpakita ng isang quantum photodetector na may integrated circuit area na 80 microns by 220 microns lang. Ang ganitong maliit na sukat ay nagbibigay-daan sa mga quantum photodetector na maging napakabilis, na mahalaga para sa pag-unlock ng high-speedquantum communicationat pagpapagana ng high-speed na operasyon ng optical quantum computers. Ang paggamit ng mga naitatag at magagamit sa komersyo na mga diskarte sa pagmamanupaktura ay nagpapadali sa maagang paggamit sa iba pang larangan ng teknolohiya tulad ng sensing at komunikasyon. Ang mga naturang detector ay ginagamit sa iba't ibang uri ng mga aplikasyon sa quantum optics, maaaring gumana sa temperatura ng silid, at angkop para sa quantum communications, sobrang sensitibong sensors gaya ng makabagong gravitational wave detector, at sa disenyo ng ilang partikular na quantum. mga kompyuter.
Bagama't mabilis at maliit ang mga detector na ito, napakasensitibo din nila. Ang susi sa pagsukat ng quantum light ay ang sensitivity sa quantum noise. Ang quantum mechanics ay gumagawa ng maliliit at pangunahing antas ng ingay sa lahat ng optical system. Ang pag-uugali ng ingay na ito ay nagpapakita ng impormasyon tungkol sa uri ng quantum light na ipinadala sa system, maaaring matukoy ang sensitivity ng optical sensor, at maaaring magamit upang mathematically reconstruct ang quantum state. Ipinakita ng pag-aaral na ang paggawa ng optical detector na mas maliit at mas mabilis ay hindi nakakahadlang sa pagiging sensitibo nito sa pagsukat ng mga quantum states. Sa hinaharap, plano ng mga mananaliksik na isama ang iba pang nakakagambalang quantum technology hardware sa chip scale, higit pang pagbutihin ang kahusayan ng bagongoptical detector, at subukan ito sa iba't ibang mga application. Upang gawing mas malawak na magagamit ang detector, ginawa ito ng pangkat ng pananaliksik gamit ang mga bukal na magagamit sa komersyo. Gayunpaman, binibigyang-diin ng koponan na kritikal na patuloy na tugunan ang mga hamon ng nasusukat na pagmamanupaktura gamit ang teknolohiyang quantum. Nang hindi nagpapakita ng tunay na nasusukat na pagmamanupaktura ng quantum hardware, ang epekto at mga benepisyo ng teknolohiyang quantum ay maaantala at limitado. Ang tagumpay na ito ay nagmamarka ng isang mahalagang hakbang patungo sa pagkamit ng malakihang aplikasyon ngteknolohiyang quantum, at ang hinaharap ng quantum computing at quantum communication ay puno ng walang katapusang mga posibilidad.
Figure 2: Schematic diagram ng prinsipyo ng device.
Oras ng post: Dis-03-2024