Nova tecnologia defotodetector quàntic
El quàntic de xip de silici més petit del mónfotodetector
Recentment, un equip de recerca del Regne Unit ha fet un gran avenç en la miniaturització de la tecnologia quàntica, van integrar amb èxit el fotodetector quàntic més petit del món en un xip de silici. El treball, titulat "Un detector de llum de circuit integrat Photonic Integrated de Bi-CMOS", es publica a Science Advances. A la dècada de 1960, científics i enginyers primer transistors miniaturitzats en microxips barats, una innovació que va iniciar en l’era de la informació. Ara, els científics han demostrat per primera vegada la integració de fotodetectors quàntics més prims que un cabell humà sobre un xip de silici, acostant -nos un pas més a una època de tecnologia quàntica que utilitza 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 el fonament. La fabricació de tecnologia quàntica a les instal·lacions comercials existents és un repte continu per a la investigació universitària i les empreses de tot el món. El fet de fabricar maquinari quàntic d’alt rendiment a gran escala és crucial per a la computació quàntica, perquè fins i tot la creació d’un ordinador quàntic requereix un gran nombre de components.
Els 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, cosa que és essencial per desbloquejar alta velocitatComunicació quànticai habilitant el funcionament d’alta velocitat d’ordinadors quàntics òptics. L'ús de tècniques de fabricació establertes i disponibles comercialment facilita l'aplicació precoç a altres àrees tecnològiques com 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 determinats ordinadors quàntics.
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 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 que el detector òptic sigui més petit i ràpid no dificultava la seva sensibilitat a la mesura dels estats quàntics. En el futur, els investigadors tenen previst integrar altres maquinari de tecnologia quàntica pertorbadors a l'escala de xip, milloren encara més l'eficiència del nouDetector òptici prova -ho en diverses aplicacions diferents. Per fer que el detector sigui més àmpliament disponible, l’equip de recerca el va fabricar mitjançant fonts comercials disponibles. Tot i això, l’equip destaca que és fonamental continuar afrontant els reptes de la fabricació escalable amb tecnologia quàntica. Sense demostrar la fabricació de maquinari quàntic realment escalable, l’impacte i els beneficis de la tecnologia quàntica es retardaran i es limitaran. Aquest avenç marca un pas important per aconseguir aplicacions a gran escala detecnologia quàntica, i el futur de la informàtica quàntica i la comunicació quàntica està ple de possibilitats interminables.
Figura 2: Diagrama esquemàtic del principi del dispositiu.
Posada Posada: 03-03-2024