Nauja technologijakvantinis fotodetektorius
Mažiausias pasaulyje silicio lusto kvantasfotodetektoriumi
Neseniai mokslininkų grupė Jungtinėje Karalystėje padarė svarbų proveržį miniatiūrizuojant kvantines technologijas – jie sėkmingai integravo mažiausią pasaulyje kvantinį fotodetektorių į silicio lustą. Darbas, pavadintas „Bi-CMOS elektroninis fotoninės integrinės grandinės kvantinės šviesos detektorius“, paskelbtas „Science Advances“. 1960-aisiais mokslininkai ir inžinieriai pirmą kartą miniatiūrinius tranzistorius pavertė ant pigių mikroschemų – tai naujovė, pradėjusi informacijos amžių. Dabar mokslininkai pirmą kartą pademonstravo plonesnių už žmogaus plauką kvantinių fotodetektorių integravimą į silicio lustą, priartindami mus vienu žingsniu prie kvantinės technologijos eros, kurioje naudojama šviesa. Norint realizuoti naujos kartos pažangias informacines technologijas, didelio masto didelio našumo elektroninės ir fotoninės įrangos gamyba yra pagrindas. Kvantinių technologijų gamyba esamose komercinėse patalpose yra nuolatinis iššūkis universitetų tyrimams ir įmonėms visame pasaulyje. Galimybė gaminti didelio našumo kvantinę aparatinę įrangą yra labai svarbi kvantiniam skaičiavimui, nes net kvantiniam kompiuteriui sukurti reikia daug komponentų.
Jungtinės Karalystės mokslininkai pademonstravo kvantinį fotodetektorių, kurio integrinės grandinės plotas yra vos 80 mikronų x 220 mikronų. Toks mažas dydis leidžia kvantiniams fotodetektoriams veikti labai greitai, o tai būtina norint atrakinti didelės spartoskvantinė komunikacijair optinių kvantinių kompiuterių didelės spartos veikimas. Naudojant nusistovėjusias ir komerciškai prieinamas gamybos technologijas, palengvinamas ankstyvas pritaikymas kitose technologijų srityse, pvz., jutiklių ir ryšių. Tokie detektoriai naudojami įvairiais tikslais kvantinėje optikoje, gali veikti kambario temperatūroje ir yra tinkami kvantiniam ryšiui, ypač jautriems jutikliams, pvz., moderniems gravitacinių bangų detektoriams, ir tam tikrų kvantinių įrenginių projektavimui. kompiuteriai.
Nors šie detektoriai yra greiti ir maži, jie taip pat yra labai jautrūs. Kvantinės šviesos matavimo raktas yra jautrumas kvantiniam triukšmui. Kvantinė mechanika sukuria mažą pagrindinį triukšmo lygį visose optinėse sistemose. Šio triukšmo elgesys atskleidžia informaciją apie sistemoje perduodamos kvantinės šviesos tipą, gali nustatyti optinio jutiklio jautrumą ir gali būti naudojamas matematiškai rekonstruoti kvantinę būseną. Tyrimas parodė, kad optinio detektoriaus sumažinimas ir greitis netrukdo jo jautrumui matuoti kvantines būsenas. Ateityje mokslininkai planuoja integruoti kitą trikdančią kvantinių technologijų aparatinę įrangą į lustų skalę, toliau gerindami naujosios įrangos efektyvumą.optinis detektorius, ir išbandyti jį įvairiose programose. Kad detektorius būtų prieinamas plačiau, tyrėjų komanda jį pagamino naudodama komerciškai prieinamus fontanus. Tačiau komanda pabrėžia, kad labai svarbu toliau spręsti keičiamo dydžio gamybos iššūkius naudojant kvantinę technologiją. Nepademonstravus tikrai keičiamo dydžio kvantinės aparatūros gamybos, kvantinės technologijos poveikis ir nauda bus atidėta ir ribota. Šis proveržis yra svarbus žingsnis siekiant plataus masto pritaikymokvantinė technologija, o kvantinio skaičiavimo ir kvantinės komunikacijos ateitis kupina begalinių galimybių.
2 pav. Įrenginio principo schema.
Paskelbimo laikas: 2024-12-03