Nová technologiekvantový fotodetektor
Nejmenší kvantum křemíkového čipu na světěfotodetektor
Nedávno výzkumný tým ve Spojeném království učinil důležitý průlom v miniaturizaci kvantové technologie, úspěšně integroval nejmenší kvantový fotodetektor na světě do křemíkového čipu. Práce s názvem „Bi-CMOS elektronický fotonický integrovaný obvod kvantový světelný detektor“ je publikována v Science Advances. V 60. letech vědci a inženýři nejprve miniaturizovali tranzistory na levné mikročipy, což byla inovace, která zahájila informační věk. Nyní vědci poprvé prokázali integraci kvantových fotodetektorů tenčích než lidský vlas na křemíkový čip, čímž jsme o krok blíže k éře kvantové technologie využívající světlo. Pro realizaci nové generace pokročilých informačních technologií je základem rozsáhlá výroba vysoce výkonných elektronických a fotonických zařízení. Výroba kvantové technologie ve stávajících komerčních zařízeních je trvalou výzvou pro univerzitní výzkum a společnosti po celém světě. Schopnost vyrábět vysoce výkonný kvantový hardware ve velkém měřítku je pro kvantové výpočty zásadní, protože i stavba kvantového počítače vyžaduje velké množství komponent.
Vědci ve Spojeném království předvedli kvantový fotodetektor s plochou integrovaného obvodu pouhých 80 mikronů na 220 mikronů. Taková malá velikost umožňuje, aby byly kvantové fotodetektory velmi rychlé, což je nezbytné pro odemykání vysoké rychlostikvantová komunikacea umožňující vysokorychlostní provoz optických kvantových počítačů. Použití zavedených a komerčně dostupných výrobních technik usnadňuje včasnou aplikaci v jiných 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 navrhování určitých kvantových počítače.
Přestože jsou tyto detektory rychlé a malé, jsou také velmi citlivé. Klíčem k měření kvantového světla je citlivost na kvantový šum. Kvantová mechanika vytváří nepatrné základní úrovně šumu ve všech optických systémech. Chování tohoto šumu odhaluje informace o typu kvantového světla přenášeného v systému, může určit citlivost optického senzoru a lze jej použít k matematické rekonstrukci kvantového stavu. Studie ukázala, že zmenšení a zrychlení optického detektoru nebrání jeho citlivosti na měření kvantových stavů. V budoucnu vědci plánují integrovat další rušivý hardware kvantové technologie do čipové stupnice, dále zlepšit efektivitu novéhooptický detektora otestujte jej v řadě různých aplikací. Aby byl detektor dostupnější, výzkumný tým jej vyrobil pomocí komerčně dostupných fontán. Tým však zdůrazňuje, že je zásadní pokračovat v řešení problémů škálovatelné výroby pomocí kvantové technologie. Bez demonstrace skutečně škálovatelné výroby kvantového hardwaru budou dopady a přínosy kvantové technologie opožděné a omezené. Tento průlom představuje důležitý krok k dosažení rozsáhlých aplikacíkvantové technologiea budoucnost kvantových počítačů a kvantové komunikace je plná nekonečných možností.
Obrázek 2: Schematické schéma principu zařízení.
Čas odeslání: prosinec-03-2024