Nová technologiekvantový fotodetektor
Nejmenší kvantový křemíkový čip na světěfotodetektor
Výzkumný tým ve Spojeném království nedávno dosáhl významného průlomu v miniaturizaci kvantové technologie. Úspěšně integroval nejmenší kvantový fotodetektor na světě do křemíkového čipu. Práce s názvem „Bi-CMOS elektronický fotonický integrovaný obvod kvantového detektoru světla“ byla publikována v časopise Science Advances. V 60. letech 20. století vědci a inženýři poprvé miniaturizovali tranzistory na levné mikročipy, což byla inovace, která zahájila informační věk. Nyní vědci poprvé demonstrovali integraci kvantových fotodetektorů tenčích než lidský vlas na křemíkový čip, což nás o krok přiblížilo k éře kvantové technologie, která využívá světlo. Pro realizaci další generace pokročilých informačních technologií je základem velkovýroba vysoce výkonných elektronických a fotonických zařízení. Výroba kvantové technologie ve stávajících komerčních zařízeních je pro univerzitní výzkum a společnosti po celém světě trvalou výzvou. Schopnost vyrábět vysoce výkonný kvantový hardware ve velkém měřítku je pro kvantové výpočty klíčová, protože i samotná konstrukce kvantového počítače vyžaduje velké množství komponent.
Výzkumníci ve Spojeném království předvedli kvantový fotodetektor s integrovaným obvodem o rozměrech pouhých 80 mikronů krát 220 mikronů. Díky tak malé velikosti jsou kvantové fotodetektory velmi rychlé, což je nezbytné pro dosažení vysokých rychlostí.kvantová komunikacea umožnění vysokorychlostního provozu optických kvantových počítačů. Použití zavedených a komerčně dostupných výrobních technik usnadňuje jejich brzké uplatnění v dalších technologických oblastech, jako je snímání a komunikace. Takové detektory se používají v široké škále aplikací v kvantové optice, mohou pracovat při pokojové teplotě a jsou vhodné pro kvantovou komunikaci, extrémně citlivé senzory, jako jsou nejmodernější detektory gravitačních vln, a při návrhu některých kvantových počítačů.
Ačkoli jsou tyto detektory rychlé a malé, jsou také velmi citlivé. Klíčem k měření kvantového světla je citlivost na kvantový šum. Kvantová mechanika produkuje nepatrné, základní úrovně šumu ve všech optických systémech. Chování tohoto šumu odhaluje informace o typu kvantového světla propouštěného v systému, může určit citlivost optického senzoru a lze jej použít k matematické rekonstrukci kvantového stavu. Studie ukázala, že zmenšení a zrychlení optického detektoru neovlivnilo jeho citlivost na měření kvantových stavů. V budoucnu plánují vědci integrovat do čipového měřítka další hardware s převratnou kvantovou technologií, což dále zlepší účinnost nového...optický detektora otestovat ho v řadě různých aplikací. Aby byl detektor dostupnější, výzkumný tým jej vyrobil s použitím komerčně dostupných fontánových generátorů. Tým však zdůrazňuje, že je zásadní i nadále řešit výzvy škálovatelné výroby pomocí kvantové technologie. Bez demonstrace skutečně škálovatelné výroby kvantového hardwaru bude dopad a přínosy kvantové technologie zpožděny a omezené. Tento průlom představuje důležitý krok k dosažení rozsáhlých aplikací...kvantová technologiea budoucnost kvantových výpočtů a kvantové komunikace je plná nekonečných možností.
Obrázek 2: Schéma principu zařízení.
Čas zveřejnění: 3. prosince 2024