Nová technologieKvantový fotodetektor
Nejmenší křemíkový čip na světěfotodetektor
Nedávno výzkumný tým ve Velké Británii provedl důležitý průlom při miniaturizaci kvantové technologie, úspěšně integroval nejmenší kvantovou fotodetektoru na světě do křemíkového čipu. Práce s názvem „Bi-CMOS Electronic Photonic Integrated Circuit Quantum Light Detector“ je publikována ve vědeckém pokroku. V šedesátých letech vědci a inženýři nejprve miniaturizovali tranzistory na levné mikročipy, což je inovace, která uvedla v informačním věku. Vědci nyní poprvé prokázali integraci kvantových fotodetektorů tenčí než lidské vlasy na křemíkový čip, což nás přiblížilo o krok blíže k éře kvantové technologie, která používá světlo. Pro realizaci příští generace pokročilých informačních technologií je základem rozsáhlé výroby vysoce výkonných elektronických a fotonických zařízení. Výroba kvantové technologie ve stávajících komerčních zařízeních je trvalou výzvou pro výzkum univerzity a společnosti po celém světě. Pro kvantové výpočetní techniky je zásadní, protože dokonce i stavba kvantového počítače vyžaduje velké množství komponent.
Vědci ve Velké Británii prokázali kvantový fotodetektor s integrovanou oblastí obvodu pouhých 80 mikronů 220 mikronů. Taková malá velikost umožňuje kvantovým fotodetektorům být velmi rychlý, což je nezbytné pro odemknutí 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 fungovat při teplotě místnosti a jsou vhodné pro kvantovou komunikaci, extrémně citlivé senzory, jako jsou nejmodernější gravitační detektory vlny a v návrhu určitých 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 drobné 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 nebránilo jeho citlivosti na měření kvantových stavů. V budoucnu vědci plánují integrovat další rušivý kvantový technologický hardware do stupnice čipu, dále zlepšit účinnost novéhooptický detektora vyzkoušet to v různých aplikacích. Aby detektor zpřístupnil, výzkumný tým jej vyrobil pomocí komerčně dostupných fontážů. Tým však zdůrazňuje, že je důležité pokračovat v řešení problémů škálovatelné výroby s kvantovou technologií. Bez prokázání skutečně škálovatelné výroby kvantového hardwaru bude dopad a výhody kvantové technologie zpožděn a omezen. Tento průlom znamená důležitý krok k dosažení rozsáhlých aplikacíKvantová technologiea budoucnost kvantové výpočetní techniky a kvantová komunikace je plná nekonečných možností.
Obrázek 2: Schematický diagram principu zařízení.
Čas příspěvku: prosinec-03-2024