Teknologjia e re efotodetektor kuantik
Kuanti më i vogël i çipit të silikonit në botëfotodetektor
Kohët e fundit, një ekip kërkimor në Mbretërinë e Bashkuar ka bërë një përparim të rëndësishëm në miniaturizimin e teknologjisë kuantike, ata integruan me sukses fotodetektorin kuantik më të vogël në botë në një çip silikoni. Puna, e titulluar "Një detektor drite kuantike me qark fotonik të integruar elektronik Bi-CMOS", është botuar në Science Advances. Në vitet 1960, shkencëtarët dhe inxhinierët miniaturizuan për herë të parë transistorët në mikroçipa të lirë, një inovacion që solli epokën e informacionit. Tani, shkencëtarët kanë demonstruar për herë të parë integrimin e fotodetektorëve kuantikë më të hollë se një fije floku njerëzor në një çip silikoni, duke na sjellë një hap më afër një epoke të teknologjisë kuantike që përdor dritën. Për të realizuar gjeneratën e ardhshme të teknologjisë së përparuar të informacionit, prodhimi në shkallë të gjerë i pajisjeve elektronike dhe fotonike me performancë të lartë është themeli. Prodhimi i teknologjisë kuantike në objektet ekzistuese tregtare është një sfidë e vazhdueshme për kërkimin universitar dhe kompanitë në të gjithë botën. Të qenit në gjendje të prodhosh pajisje kuantike me performancë të lartë në një shkallë të gjerë është thelbësore për informatikën kuantike, sepse edhe ndërtimi i një kompjuteri kuantik kërkon një numër të madh komponentësh.
Studiuesit në Mbretërinë e Bashkuar kanë demonstruar një fotodetektor kuantik me një sipërfaqe qarku të integruar prej vetëm 80 mikronësh me 220 mikronë. Një madhësi kaq e vogël lejon që fotodetektorët kuantikë të jenë shumë të shpejtë, gjë që është thelbësore për zhbllokimin e shpejtësisë së lartë.komunikim kuantikdhe duke mundësuar funksionimin me shpejtësi të lartë të kompjuterëve kuantikë optikë. Përdorimi i teknikave të prodhimit të vendosura dhe të disponueshme komercialisht lehtëson zbatimin e hershëm në fusha të tjera të teknologjisë, siç janë sensorët dhe komunikimet. Detektorë të tillë përdoren në një gamë të gjerë aplikimesh në optikën kuantike, mund të funksionojnë në temperaturë ambienti dhe janë të përshtatshëm për komunikime kuantike, sensorë jashtëzakonisht të ndjeshëm, siç janë detektorët e valëve gravitacionale të teknologjisë së fundit, dhe në projektimin e disa kompjuterëve kuantikë.
Edhe pse këta detektorë janë të shpejtë dhe të vegjël, ata janë gjithashtu shumë të ndjeshëm. Çelësi për matjen e dritës kuantike është ndjeshmëria ndaj zhurmës kuantike. Mekanika kuantike prodhon nivele të vogla dhe bazike të zhurmës në të gjitha sistemet optike. Sjellja e kësaj zhurme zbulon informacion në lidhje me llojin e dritës kuantike të transmetuar në sistem, mund të përcaktojë ndjeshmërinë e sensorit optik dhe mund të përdoret për të rindërtuar matematikisht gjendjen kuantike. Studimi tregoi se zvogëlimi dhe shpejtësia e detektorit optik nuk pengoi ndjeshmërinë e tij ndaj matjes së gjendjeve kuantike. Në të ardhmen, studiuesit planifikojnë të integrojnë pajisje të tjera të teknologjisë kuantike shkatërruese në shkallën e çipit, për të përmirësuar më tej efikasitetin e pajisjes së re.detektor optik, dhe ta testojë atë në një sërë aplikimesh të ndryshme. Për ta bërë detektorin më të disponueshëm gjerësisht, ekipi i kërkimit e prodhoi atë duke përdorur shatërvanë të disponueshëm komercialisht. Megjithatë, ekipi thekson se është thelbësore të vazhdohet të adresohen sfidat e prodhimit të shkallëzueshëm me teknologjinë kuantike. Pa demonstruar prodhim harduerësh kuantikë vërtet të shkallëzueshëm, ndikimi dhe përfitimet e teknologjisë kuantike do të vonohen dhe kufizohen. Ky zbulim i madh shënon një hap të rëndësishëm drejt arritjes së aplikimeve në shkallë të gjerë tëteknologji kuantike, dhe e ardhmja e informatikës kuantike dhe komunikimit kuantik është plot me mundësi të pafundme.
Figura 2: Diagrami skematik i parimit të pajisjes.
Koha e postimit: 03 Dhjetor 2024