Uusi tekniikkakvanttivalot
Maailman pienin piisirun kvanttifotodetektori
Äskettäin Yhdistyneen kuningaskunnan tutkimusryhmä on tehnyt tärkeän läpimurron kvanttitekniikan pienentämisessä. He integroivat menestyksekkäästi maailman pienimmän kvanttivalojen pisiryhmän. Teos, jonka otsikko on ”BI-CMOS-elektroninen fotoninen integroitu piiri Quantum Light Deteektori”, julkaistaan tieteen edistyessä. 1960 -luvulla tutkijat ja insinöörit pienentävät ensin transistorit halpoihin mikrosiruihin, innovaatioon, joka ohjasi tietokauden. Nyt tutkijat ovat ensimmäistä kertaa osoittaneet kvanttivalodeektorien integroinnin ohuempien kuin ihmisen hiukset piisirulle, mikä on yksi askeleen lähemmäksi valoa käyttäviä kvanttitekniikan aikakautta. Seuraavan sukupolven edistyneen tietotekniikan toteuttamiseksi korkean suorituskyvyn elektronisten ja fotonisten laitteiden laajamittainen valmistus on perusta. Kvanttitekniikan valmistus nykyisissä kaupallisissa tiloissa on jatkuva haaste yliopistotutkimuksille ja yrityksille ympäri maailmaa. Suorituskykyisen kvanttiohjelman valmistus laajamittaisessa on ratkaisevan tärkeää kvanttilaskennan kannalta, koska jopa kvanttitietokoneen rakentaminen vaatii suuren määrän komponentteja.
Yhdistyneen kuningaskunnan tutkijat ovat osoittaneet kvanttivalodetektorista, jonka integroitu piiripinta -ala on vain 80 mikronia 220 mikronilla. Tällainen pieni koko mahdollistaa kvanttivalotektorien olevan erittäin nopeita, mikä on välttämätöntä nopean nopeuden avaamiseksikvanttiviestintäja optisten kvanttitietokoneiden nopean toiminnan mahdollistaminen. Vakiintuneiden ja kaupallisesti saatavien valmistustekniikoiden käyttäminen helpottaa varhaista soveltamista muille teknologia -alueille, kuten tunnistukselle ja viestintälle. Tällaisia ilmaisimia käytetään monenlaisissa sovelluksissa kvanttioptiikassa, ne voivat toimia huoneenlämpötilassa ja soveltuvat kvanttiviestintään, erittäin herkät anturit, kuten huipputekniset gravitaatioaaltoilmaisimet ja tiettyjen kvantitietokoneiden suunnitteluun.
Vaikka nämä ilmaisimet ovat nopeita ja pieniä, ne ovat myös erittäin herkkiä. Avain kvanttivalon mittaamiseen on herkkyys kvanttikelille. Kvanttimekaniikka tuottaa pieniä, pohjatasoja kaikissa optisissa järjestelmissä. Tämän kohinan käyttäytyminen paljastaa tiedot järjestelmässä lähetetyn kvanttivalon tyypistä, voi määrittää optisen anturin herkkyyden, ja sitä voidaan käyttää kvanttitilan matemaattisesti rekonstruoimiseen. Tutkimus osoitti, että optisen ilmaisimen pienemmän ja nopeamman tekeminen ei estänyt sen herkkyyttä kvanttitilojen mittaamiseen. Tulevaisuudessa tutkijat suunnittelevat integroimaan muita häiritseviä kvanttiteknologialaitteita siruasteikkoon, parantavat edelleen uuden tehokkuuttaoptinen ilmaisin, ja testaa se monissa erilaisissa sovelluksissa. Jotta ilmaisinta olisi laajemmin saatavana, tutkimusryhmä valmisti sen kaupallisesti saatavissa olevilla suihkulähteillä. Ryhmä kuitenkin korostaa, että on kriittistä jatkaa skaalautuvan valmistuksen haasteiden ratkaisemista kvanttiteknologialla. Esittämättä todella skaalautuvaa kvanttilaitteistovalmistusta, kvanttitekniikan vaikutukset ja hyödyt viivästyvät ja rajoitetaan. Tämä läpimurto merkitsee tärkeätä askeleen kohti laaja-alaisia sovelluksiakvanttitekniikka, ja kvanttilaskenta- ja kvanttiviestinnän tulevaisuus on täynnä loputtomia mahdollisuuksia.
Kuva 2: Kaavio laiteperiaatteesta.
Viestin aika: DEC-03-2024