Nuwe tegnologie vankwantum fotodetektor
Die wêreld se kleinste silikon chip kwantumfotodetektor
Onlangs het 'n navorsingspan in die Verenigde Koninkryk 'n belangrike deurbraak in die miniatuur van kwantumtegnologie gemaak, en hulle het die wêreld se kleinste kwantumfotodetektor suksesvol in 'n silikonskyfie geïntegreer. Die werk, getiteld “A Bi-CMOS Electronic Photonic Integrated Circuit Quantum Light Detector,” word in Science Advances gepubliseer. In die 1960's het wetenskaplikes en ingenieurs die eerste keer transistors op goedkoop mikroskyfies geminiaturiseer, 'n innovasie wat die inligtingsouderdom ingelei het. Wetenskaplikes het nou vir die eerste keer die integrasie van kwantumfotodetektore dunner getoon as 'n menslike hare op 'n silikonskyfie, wat ons 'n stap nader aan 'n era van kwantumtegnologie bring wat lig gebruik. Om die volgende generasie gevorderde inligtingstegnologie te verwesenlik, is grootskaalse vervaardiging van elektroniese en fotoniese toerusting met 'n hoë werkverrigting die basis. Die vervaardiging van kwantumtegnologie in bestaande kommersiële fasiliteite is 'n voortdurende uitdaging vir universiteitsnavorsing en ondernemings regoor die wêreld. Dit is baie belangrik om 'n groot aantal kwantumrekenaarkunde te vervaardig, omdat selfs 'n kwantumrekenaar 'n groot aantal komponente benodig.
Navorsers in die Verenigde Koninkryk het 'n kwantumfotodetektor met 'n geïntegreerde stroombaangebied van slegs 80 mikron met 220 mikron getoon. So 'n klein grootte laat kwantumfotodetektore baie vinnig wees, wat noodsaaklik is om hoë snelheid te ontsluitKwantumkommunikasieen die hoë snelheid van optiese kwantumrekenaars moontlik te maak. Die gebruik van gevestigde en kommersieel beskikbare vervaardigingstegnieke vergemaklik vroeë toepassing op ander tegnologiegebiede soos waarneming en kommunikasie. Sulke detektors word in 'n groot verskeidenheid toepassings in kwantumoptika gebruik, kan by kamertemperatuur werk en is geskik vir kwantumkommunikasie, uiters sensitiewe sensors soos moderne gravitasie-golfdetektore, en in die ontwerp van sekere kwantumrekenaars.
Alhoewel hierdie detektors vinnig en klein is, is hulle ook baie sensitief. Die sleutel tot die meting van kwantumlig is die sensitiwiteit vir kwantumgeluid. Kwantummeganika produseer klein, basiese geraasvlakke in alle optiese stelsels. Die gedrag van hierdie geraas onthul inligting oor die tipe kwantumlig wat in die stelsel oorgedra word, kan die sensitiwiteit van die optiese sensor bepaal en kan gebruik word om die kwantumtoestand wiskundig te rekonstrueer. Die studie het getoon dat die maak van die optiese detektor kleiner en vinniger nie die sensitiwiteit daarvan vir die meting van kwantumtoestande belemmer het nie. In die toekoms beplan die navorsers om ander ontwrigtende kwantumtegnologie -hardeware in die ChIP -skaal te integreer, en verbeter die doeltreffendheid van die nuwe verderOptiese detektor, en toets dit in verskillende toepassings. Om die detektor meer wyd beskikbaar te stel, het die navorsingspan dit vervaardig met behulp van kommersieel beskikbare fonteiners. Die span benadruk egter dat dit van kritieke belang is om voort te gaan om die uitdagings van skaalbare vervaardiging met kwantumtegnologie aan te spreek. Sonder om werklik skaalbare kwantumhardeware -vervaardiging te demonstreer, sal die impak en voordele van kwantumtegnologie vertraag en beperk word. Hierdie deurbraak is 'n belangrike stap in die rigting van grootskaalse toepassings vanKwantumtegnologie, en die toekoms van kwantumrekenaarkunde en kwantumkommunikasie is vol eindelose moontlikhede.
Figuur 2: Skematiese diagram van die apparaatbeginsel.
Postyd: Desember-03-2024