Nova tecnologia defotodetector quàntic
El xip quàntic de silici més petit del mónfotodetector
Recentment, un equip d'investigació del Regne Unit ha fet un avenç important en la miniaturització de la tecnologia quàntica, integrant amb èxit el fotodetector quàntic més petit del món en un xip de silici. El treball, titulat "Un detector de llum quàntica de circuit integrat fotònic electrònic Bi-CMOS", es publica a Science Advances. A la dècada de 1960, científics i enginyers van miniaturitzar per primera vegada transistors en microxips barats, una innovació que va marcar el començament de l'era de la informació. Ara, els científics han demostrat per primera vegada la integració de fotodetectors quàntics més prims que un cabell humà en un xip de silici, apropant-nos un pas més a l'era de la tecnologia quàntica que utilitza la llum. Per realitzar la propera generació de tecnologia de la informació avançada, la fabricació a gran escala d'equips electrònics i fotònics d'alt rendiment és la base. La fabricació de tecnologia quàntica en instal·lacions comercials existents és un repte constant per a la recerca universitària i les empreses d'arreu del món. Poder fabricar maquinari quàntic d'alt rendiment a gran escala és crucial per a la informàtica quàntica, perquè fins i tot construir un ordinador quàntic requereix un gran nombre de components.
Investigadors del Regne Unit han demostrat un fotodetector quàntic amb una àrea de circuit integrat de només 80 micres per 220 micres. Una mida tan petita permet que els fotodetectors quàntics siguin molt ràpids, la qual cosa és essencial per desbloquejar l'alta velocitat.comunicació quànticai permetre el funcionament d'alta velocitat dels ordinadors quàntics òptics. L'ús de tècniques de fabricació establertes i disponibles comercialment facilita l'aplicació primerenca a altres àrees tecnològiques com ara la detecció i les comunicacions. Aquests detectors s'utilitzen en una gran varietat d'aplicacions en òptica quàntica, poden funcionar a temperatura ambient i són adequats per a comunicacions quàntiques, sensors extremadament sensibles com els detectors d'ones gravitacionals d'última generació i en el disseny de certs detectors quàntics. ordinadors.
Tot i que aquests detectors són ràpids i petits, també són molt sensibles. La clau per mesurar la llum quàntica és la sensibilitat al soroll quàntic. La mecànica quàntica produeix nivells bàsics de soroll minúsculs en tots els sistemes òptics. El comportament d'aquest soroll revela informació sobre el tipus de llum quàntica transmesa al sistema, pot determinar la sensibilitat del sensor òptic i es pot utilitzar per reconstruir matemàticament l'estat quàntic. L'estudi va demostrar que fer el detector òptic més petit i més ràpid no va dificultar la seva sensibilitat per mesurar estats quàntics. En el futur, els investigadors planegen integrar un altre maquinari de tecnologia quàntica disruptiva a l'escala del xip, millorar encara més l'eficiència del noudetector òptic, i prova-ho en una varietat d'aplicacions diferents. Per fer que el detector estigui més disponible, l'equip d'investigació el va fabricar amb fonts comercials. Tanmateix, l'equip subratlla que és fonamental continuar abordant els reptes de la fabricació escalable amb tecnologia quàntica. Sense demostrar una fabricació de maquinari quàntica realment escalable, l'impacte i els beneficis de la tecnologia quàntica es retardaran i es limitaran. Aquest avenç suposa un pas important cap a la consecució d'aplicacions a gran escalatecnologia quàntica, i el futur de la informàtica quàntica i la comunicació quàntica està ple de possibilitats infinites.
Figura 2: Esquema del principi del dispositiu.
Hora de publicació: Dec-03-2024