Nova tecnologia defotodetector quàntic
El xip de silici quàntic més petit del mónfotodetector
Recentment, un equip de recerca del Regne Unit ha fet un avenç important en la miniaturització de la tecnologia quàntica: han integrat 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", s'ha publicat a Science Advances. A la dècada de 1960, els 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, cosa que ens acosta un pas més a una era de tecnologia quàntica que utilitza la llum. Per aconseguir 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 continu per a la recerca universitària i les empreses de tot el món. Poder fabricar maquinari quàntic d'alt rendiment a gran escala és crucial per a la computació 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, cosa essencial per desbloquejar alta velocitat.comunicació quànticai permetent 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 la detecció i les comunicacions. Aquests detectors s'utilitzen en una àmplia varietat d'aplicacions en òptica quàntica, poden funcionar a temperatura ambient i són adequats per a comunicacions quàntiques, sensors extremadament sensibles com ara els detectors d'ones gravitacionals d'última generació i en el disseny de certs 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 de soroll minúsculs i bàsics 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 fos més petit i ràpid no va obstaculitzar la seva sensibilitat per mesurar estats quàntics. En el futur, els investigadors planegen integrar altres maquinaris de tecnologia quàntica disruptiva a l'escala del xip, millorant encara més l'eficiència del nou...detector òptic, i provar-lo en una varietat d'aplicacions diferents. Per fer que el detector estigui més disponible, l'equip de recerca el va fabricar utilitzant fonts disponibles comercialment. Tanmateix, l'equip emfatitza que és fonamental continuar abordant els reptes de la fabricació escalable amb tecnologia quàntica. Sense demostrar una 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 cap a la consecució d'aplicacions a gran escala detecnologia quàntica, i el futur de la computació quàntica i la comunicació quàntica està ple d'infinites possibilitats.
Figura 2: Diagrama esquemàtic del principi del dispositiu.
Data de publicació: 03 de desembre de 2024