Нова технологіяКвантовий фотоприйманий
Найменший у світі кремнієвий Quantum Quantumфотодетектор
Нещодавно дослідницька група у Великобританії здійснила важливий прорив у мініатюризації квантових технологій, вони успішно інтегрували найменший у світі квантовий фотодетектор у кремнію. Робота під назвою "Електронна фотонна інтегрована ланцюг BI-CMOS", опублікована в наукових прогресах. У 1960 -х роках вчені та інженери вперше мініатюровані транзистори на дешеві мікрочіпи, інновації, що вводили в епоху інформації. Тепер вчені вперше продемонстрували інтеграцію квантових фотодетекторів тонше, ніж людське волосся на кремнієву мікросхему, наближаючи нас на крок ближче до епохи квантової технології, яка використовує світло. Для реалізації наступного покоління вдосконалених інформаційних технологій масштабне виробництво високопродуктивного електронного та фотонного обладнання є основою. Виробництво квантових технологій у існуючих комерційних можливостях є постійним викликом для університетських досліджень та компаній у всьому світі. Можливість виготовлення високоефективного квантового обладнання у великих масштабах має вирішальне значення для квантових обчислень, оскільки навіть на створенні квантового комп'ютера потрібна велика кількість компонентів.
Дослідники Сполученого Королівства продемонстрували квантовий фотодетектор з інтегрованою областю ланцюга всього 80 мкм на 220 мкм. Такий невеликий розмір дозволяє квантовим фотодетекторам бути дуже швидкими, що важливо для розблокування високошвидкіснихквантова комунікаціяі забезпечує швидкісну роботу оптичних квантових комп'ютерів. Використання встановлених та наявних комерційних методів виробництва полегшує раннє застосування в інших технологічних областях, таких як зондування та комунікація. Такі детектори використовуються у найрізноманітніших додатках у квантової оптики, можуть працювати при кімнатній температурі і підходять для квантових комунікацій, надзвичайно чутливих датчиків, таких як найсучасніші гравітаційні хвильові детектори, а також у проектуванні певних квантових комп'ютерів.
Хоча ці детектори швидкі та маленькі, вони також дуже чутливі. Ключовим для вимірювання квантового світла є чутливість до квантового шуму. Квантова механіка виробляє крихітні, основні рівні шуму у всіх оптичних системах. Поведінка цього шуму виявляє інформацію про тип квантового світла, що передається в системі, може визначити чутливість оптичного датчика і може бути використана для математичного реконструкції квантового стану. Дослідження показало, що зробити оптичний детектор меншим і швидшим не перешкоджало його чутливості до вимірювання квантових станів. В майбутньому дослідники планують інтегрувати інше апаратне забезпечення з руйнівної квантової технології до шкали чіпів, що ще більше підвищує ефективність новогооптичний детектор, і протестуйте його в різних додатках. Щоб зробити детектор більш доступним, дослідницька група виготовила його за допомогою комерційно доступних фонтерів. Однак команда підкреслює, що важливо продовжувати вирішувати проблеми масштабованого виробництва за допомогою квантових технологій. Не демонструючи справді масштабованого квантового виробництва обладнання, вплив та переваги квантових технологій будуть затягнуті та обмежені. Цей прорив означає важливий крок до досягнення масштабних застосуваньКвантова технологія, а майбутнє квантових обчислень та квантової комунікації сповнена нескінченних можливостей.
Малюнок 2: Схематична схема принципу пристрою.
Час посади: грудень-03-2024