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 i dritës kuantike me qark të integruar elektronik fotonik Bi-CMOS", është botuar në Science Advances. Në vitet 1960, shkencëtarët dhe inxhinierët për herë të parë miniaturizuan transistorët në mikroçipe të lirë, një risi që çoi në epokën e informacionit. Tani, shkencëtarët kanë demonstruar për herë të parë integrimin e fotodetektorëve kuantikë më të hollë se flokët e njeriut 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 avancuar të informacionit, themeli është prodhimi në shkallë të gjerë i pajisjeve elektronike dhe fotonike me performancë të lartë. Prodhimi i teknologjisë kuantike në objektet ekzistuese tregtare është një sfidë e vazhdueshme për kërkimin universitar dhe kompanitë në mbarë botën. Të qenit në gjendje për të prodhuar pajisje kuantike me performancë të lartë në një shkallë të madhe është thelbësore për llogaritjen 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 zonë qarku të integruar prej vetëm 80 mikron 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 lartëkomunikimi kuantikdhe duke mundësuar funksionimin me shpejtësi të lartë të kompjuterëve kuantikë optikë. Përdorimi i teknikave të prodhimit të krijuara dhe të disponueshme komerciale lehtëson aplikimin e hershëm në fusha të tjera teknologjike si sensori dhe komunikimi. Detektorë të tillë përdoren në një gamë të gjerë aplikimesh në optikën kuantike, mund të funksionojnë në temperaturën e dhomës dhe janë të përshtatshëm për komunikime kuantike, sensorë jashtëzakonisht të ndjeshëm si detektorë të valëve gravitacionale moderne dhe në projektimin e disa kuantikëve. kompjuterët.
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, bazë zhurme në të gjitha sistemet optike. Sjellja e kësaj zhurme zbulon informacion rreth llojit të 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 bërja e detektorit optik më të vogël dhe më të shpejtë nuk e pengoi ndjeshmërinë e tij në matjen e gjendjeve kuantike. Në të ardhmen, studiuesit planifikojnë të integrojnë pajisje të tjera të teknologjisë kuantike shkatërruese në shkallën e çipit, duke përmirësuar më tej efikasitetin e ri.detektor optik, dhe testoni atë në një sërë aplikacionesh të ndryshme. Për ta bërë detektorin më gjerësisht të disponueshëm, ekipi hulumtues e prodhoi atë duke përdorur shatërvanë të disponueshëm në treg. Megjithatë, ekipi thekson se është thelbësore të vazhdohet të adresohen sfidat e prodhimit të shkallëzuar me teknologjinë kuantike. Pa demonstruar prodhim të vërtetë të shkallëzuar të harduerit kuantik, ndikimi dhe përfitimet e teknologjisë kuantike do të vonohen dhe kufizohen. Ky zbulim shënon një hap të rëndësishëm drejt arritjes së aplikimeve në shkallë të gjerë tëteknologjia kuantike, dhe e ardhmja e informatikës kuantike dhe e komunikimit kuantik është plot me mundësi të pafundme.
Figura 2: Diagrami skematik i parimit të pajisjes.
Koha e postimit: Dhjetor-03-2024