Teknologi baharu daripadapengesan foto kuantum
Kuantum cip silikon terkecil di duniapengesan foto
Baru-baru ini, pasukan penyelidik di United Kingdom telah membuat satu kejayaan penting dalam pengecilan teknologi kuantum, mereka berjaya menyepadukan pengesan foto kuantum terkecil di dunia ke dalam cip silikon. Kerja itu, bertajuk "Pengesan cahaya kuantum litar bersepadu fotonik elektronik Bi-CMOS," diterbitkan dalam Science Advances. Pada tahun 1960-an, saintis dan jurutera mula-mula mengecilkan transistor pada cip mikro murah, satu inovasi yang membawa kepada zaman maklumat. Kini, saintis buat pertama kalinya menunjukkan penyepaduan pengesan foto kuantum yang lebih nipis daripada rambut manusia pada cip silikon, membawa kita selangkah lebih dekat ke era teknologi kuantum yang menggunakan cahaya. Untuk merealisasikan teknologi maklumat canggih generasi akan datang, pembuatan berskala besar peralatan elektronik dan fotonik berprestasi tinggi adalah asas. Pembuatan teknologi kuantum dalam kemudahan komersial sedia ada merupakan cabaran berterusan untuk penyelidikan universiti dan syarikat di seluruh dunia. Keupayaan untuk mengeluarkan perkakasan kuantum berprestasi tinggi secara besar-besaran adalah penting untuk pengkomputeran kuantum, kerana walaupun membina komputer kuantum memerlukan sejumlah besar komponen.
Penyelidik di United Kingdom telah menunjukkan pengesan foto kuantum dengan luas litar bersepadu hanya 80 mikron dengan 220 mikron. Saiz kecil sedemikian membolehkan pengesan foto kuantum menjadi sangat pantas, yang penting untuk membuka kunci kelajuan tinggikomunikasi kuantumdan membolehkan operasi komputer kuantum optik berkelajuan tinggi. Menggunakan teknik pembuatan yang mantap dan tersedia secara komersil memudahkan aplikasi awal pada bidang teknologi lain seperti penderiaan dan komunikasi. Pengesan sedemikian digunakan dalam pelbagai jenis aplikasi dalam optik kuantum, boleh beroperasi pada suhu bilik, dan sesuai untuk komunikasi kuantum, penderia yang sangat sensitif seperti pengesan gelombang graviti terkini, dan dalam reka bentuk kuantum tertentu. komputer.
Walaupun pengesan ini pantas dan kecil, ia juga sangat sensitif. Kunci untuk mengukur cahaya kuantum ialah kepekaan terhadap bunyi kuantum. Mekanik kuantum menghasilkan tahap hingar yang kecil dan asas dalam semua sistem optik. Tingkah laku hingar ini mendedahkan maklumat tentang jenis cahaya kuantum yang dihantar dalam sistem, boleh menentukan sensitiviti sensor optik, dan boleh digunakan untuk membina semula keadaan kuantum secara matematik. Kajian menunjukkan bahawa menjadikan pengesan optik lebih kecil dan lebih pantas tidak menghalang sensitivitinya untuk mengukur keadaan kuantum. Pada masa akan datang, para penyelidik merancang untuk mengintegrasikan perkakasan teknologi kuantum lain yang mengganggu kepada skala cip, meningkatkan lagi kecekapanpengesan optik, dan mengujinya dalam pelbagai aplikasi yang berbeza. Untuk menjadikan pengesan itu tersedia dengan lebih meluas, pasukan penyelidik mengeluarkannya menggunakan air pancut yang tersedia secara komersial. Walau bagaimanapun, pasukan itu menekankan bahawa adalah penting untuk terus menangani cabaran pembuatan berskala dengan teknologi kuantum. Tanpa menunjukkan pembuatan perkakasan kuantum yang benar-benar boleh skala, impak dan faedah teknologi kuantum akan ditangguhkan dan terhad. Kejayaan ini menandakan satu langkah penting ke arah mencapai aplikasi berskala besarteknologi kuantum, dan masa depan pengkomputeran kuantum dan komunikasi kuantum penuh dengan kemungkinan yang tidak berkesudahan.
Rajah 2: Gambar rajah skema bagi prinsip peranti.
Masa siaran: Dis-03-2024