Ny teknologi avKvantefotodetektor
Verdens minste silisiumbrikke kvantumfotodetektor
Nylig har et forskerteam i Storbritannia gjort et viktig gjennombrudd i miniatyriseringen av kvanteteknologi, de integrerte vellykket verdens minste kvantefotodetektor i en silisiumbrikke. Arbeidet, med tittelen "En BI-CMOS elektronisk fotonisk integrert kretskvantelysdetektor," er publisert i Science Advances. På 1960 -tallet miniatyriserte forskere og ingeniører først transistorer på billige mikrobrikker, en innovasjon som innledet informasjonsalderen. Nå har forskere for første gang demonstrert integrering av kvantefotodetektorer tynnere enn et menneskehår på en silisiumbrikke, og bringer oss et skritt nærmere en epoke med kvanteteknologi som bruker lys. For å realisere den neste generasjonen av avansert informasjonsteknologi, er storstilt produksjon av elektronisk og fotonisk utstyr med høy ytelse grunnlaget. Å produsere kvanteteknologi i eksisterende kommersielle fasiliteter er en pågående utfordring for universitetsforskning og selskaper over hele verden. Å kunne produsere kvantvare med høy ytelse i stor skala er avgjørende for kvanteberegning, fordi selv å bygge en kvantedatamaskin krever et stort antall komponenter.
Forskere i Storbritannia har vist en kvantefotodetektor med et integrert kretsområde på bare 80 mikron med 220 mikron. En så liten størrelse gjør at kvantefotodetektorer kan være veldig rask, noe som er viktig for å låse opp høyhastighetKvantekommunikasjonog muliggjøre høyhastighetsdrift av optiske kvantedatamaskiner. Å bruke etablerte og kommersielt tilgjengelige produksjonsteknikker letter tidlig anvendelse på andre teknologiområder som sensing og kommunikasjon. Slike detektorer brukes i en lang rekke applikasjoner i kvanteoptikk, kan fungere ved romtemperatur og er egnet for kvantekommunikasjon, ekstremt sensitive sensorer som avanserte gravitasjonsbølgedetektorer og i utformingen av visse kvantedatamaskiner.
Selv om disse detektorene er raske og små, er de også veldig følsomme. Nøkkelen til å måle kvantelys er følsomheten for kvantestøy. Kvantemekanikk produserer bittesmå, grunnleggende nivåer av støy i alle optiske systemer. Oppførselen til denne støyen avslører informasjon om typen kvantelys som overføres i systemet, kan bestemme følsomheten til den optiske sensoren, og kan brukes til å matematisk rekonstruere kvantetilstanden. Studien viste at å gjøre den optiske detektoren mindre og raskere ikke hindret dens følsomhet for å måle kvantetilstander. I fremtiden planlegger forskerne å integrere annen forstyrrende kvanteteknologi -maskinvare i brikkeskalaen, og forbedrer effektiviteten til det nye effektiviteten ytterligereOptisk detektor, og test det i en rekke forskjellige applikasjoner. For å gjøre detektoren mer tilgjengelig, produserte forskerteamet det ved hjelp av kommersielt tilgjengelige fontener. Imidlertid understreker teamet at det er avgjørende å fortsette å takle utfordringene med skalerbar produksjon med kvanteteknologi. Uten å demonstrere virkelig skalerbar mengde maskinvareproduksjon, vil virkningen og fordelene med kvanteteknologi bli forsinket og begrenset. Dette gjennombruddet markerer et viktig skritt mot å oppnå storstilt applikasjoner avKvanteteknologi, og fremtiden for kvanteberegning og kvantekommunikasjon er full av uendelige muligheter.
Figur 2: Skjematisk diagram over enhetsprinsippet.
Post Time: DEC-03-2024