Teknologi baharu bagipengesan foto kuantum
Kuantum cip silikon terkecil di duniapengesan foto
Baru-baru ini, sebuah pasukan penyelidikan di United Kingdom telah mencapai satu kejayaan penting dalam pengecilan teknologi kuantum, mereka berjaya mengintegrasikan fotodetektor kuantum terkecil di dunia ke dalam cip silikon. Karya yang bertajuk "Pengesan cahaya kuantum litar bersepadu fotonik elektronik Bi-CMOS" itu diterbitkan dalam Science Advances. Pada tahun 1960-an, saintis dan jurutera pertama kali mengecilkan transistor ke dalam mikrocip murah, satu inovasi yang mengantar era maklumat. Kini, saintis buat kali pertama menunjukkan penyepaduan fotodetektor kuantum yang lebih nipis daripada sehelai rambut manusia ke dalam cip silikon, membawa kita selangkah lebih dekat ke era teknologi kuantum yang menggunakan cahaya. Untuk merealisasikan generasi teknologi maklumat canggih yang seterusnya, pembuatan peralatan elektronik dan fotonik berprestasi tinggi berskala besar adalah asasnya. Pembuatan teknologi kuantum di kemudahan komersial sedia ada merupakan cabaran berterusan untuk penyelidikan universiti dan syarikat di seluruh dunia. Keupayaan untuk mengeluarkan perkakasan kuantum berprestasi tinggi pada skala besar adalah penting untuk pengkomputeran kuantum, kerana membina komputer kuantum juga memerlukan sebilangan besar komponen.
Para penyelidik di United Kingdom telah menunjukkan fotodetektor kuantum dengan luas litar bersepadu hanya 80 mikron kali 220 mikron. Saiz yang kecil ini membolehkan fotodetektor kuantum menjadi sangat pantas, yang penting untuk membuka kunci kelajuan tinggi.komunikasi kuantumdan membolehkan operasi komputer kuantum optik berkelajuan tinggi. Menggunakan teknik pembuatan yang sedia ada dan tersedia secara komersial memudahkan aplikasi awal kepada bidang teknologi lain seperti penderiaan dan komunikasi. Pengesan sedemikian digunakan dalam pelbagai aplikasi dalam optik kuantum, boleh beroperasi pada suhu bilik dan sesuai untuk komunikasi kuantum, sensor yang sangat sensitif seperti pengesan gelombang graviti yang canggih dan dalam reka bentuk komputer kuantum tertentu.
Walaupun pengesan ini pantas dan kecil, ia juga sangat sensitif. Kunci untuk mengukur cahaya kuantum ialah kepekaan terhadap hingar kuantum. Mekanik kuantum menghasilkan tahap hingar asas yang kecil dalam semua sistem optik. Tingkah laku hingar ini mendedahkan maklumat tentang jenis cahaya kuantum yang dipancarkan dalam sistem, boleh menentukan kepekaan 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 kepekaannya untuk mengukur keadaan kuantum. Pada masa hadapan, para penyelidik merancang untuk mengintegrasikan perkakasan teknologi kuantum yang mengganggu yang lain pada skala cip, meningkatkan lagi kecekapan teknologi baharu.pengesan optik, dan mengujinya dalam pelbagai aplikasi yang berbeza. Untuk menjadikan pengesan lebih mudah didapati, pasukan penyelidikan mengeluarkannya menggunakan fountainers yang tersedia secara komersial. Walau bagaimanapun, pasukan menekankan bahawa adalah penting untuk terus menangani cabaran pembuatan berskala dengan teknologi kuantum. Tanpa menunjukkan pembuatan perkakasan kuantum yang benar-benar berskala, impak dan manfaat teknologi kuantum akan tertangguh dan terhad. Penemuan ini menandakan 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: Gambarajah skematik prinsip peranti.
Masa siaran: 03 Dis-2024