Новая тэхналогіяквантавы фотадэтэктар
Самы маленькі ў свеце квантавы крэмніевы чыпфотадэтэктар
Нядаўна даследчая група ў Вялікабрытаніі зрабіла важны прарыў у мініяцюрызацыі квантавых тэхналогій, яны паспяхова інтэгравалі самы маленькі ў свеце квантавы фотадэтэктар у крэмніевы чып. Праца пад назвай «Квантавы дэтэктар святла на базе электроннай фатонічнай інтэгральнай схемы Bi-CMOS» апублікавана ў часопісе Science Advances. У 1960-х гадах навукоўцы і інжынеры ўпершыню мініяцюрызавалі транзістары на танных мікрачыпах, што стала нагодай для пачатку інфармацыйнай эры. Цяпер навукоўцы ўпершыню прадэманстравалі інтэграцыю квантавых фотадэтэктараў танчэйшых за чалавечы валасяны валасок на крэмніевым чыпе, што набліжае нас на крок да эры квантавых тэхналогій, якія выкарыстоўваюць святло. Для рэалізацыі наступнага пакалення перадавых інфармацыйных тэхналогій асновай з'яўляецца масавая вытворчасць высокапрадукцыйнага электроннага і фатонічнага абсталявання. Вытворчасць квантавых тэхналогій на існуючых камерцыйных аб'ектах з'яўляецца пастаяннай праблемай для універсітэцкіх даследаванняў і кампаній па ўсім свеце. Магчымасць вырабляць высокапрадукцыйнае квантавае абсталяванне ў вялікіх маштабах мае вырашальнае значэнне для квантавых вылічэнняў, таму што нават для стварэння квантавага кампутара патрабуецца вялікая колькасць кампанентаў.
Даследчыкі з Вялікабрытаніі прадэманстравалі квантавы фотадэтэктар з плошчай інтэгральнай схемы ўсяго 80 на 220 мікронаў. Такі малы памер дазваляе квантавым фотадэтэктарам быць вельмі хуткімі, што неабходна для дасягнення высокай хуткасці.квантавая камунікацыяі забеспячэнне хуткаснай працы аптычных квантавых кампутараў. Выкарыстанне ўсталяваных і камерцыйна даступных вытворчых тэхналогій спрыяе ранняму прымяненню ў іншых тэхналагічных галінах, такіх як датчыкі і сувязь. Такія дэтэктары выкарыстоўваюцца ў шырокім дыяпазоне прымянення ў квантавай оптыцы, могуць працаваць пры пакаёвай тэмпературы і падыходзяць для квантавай сувязі, надзвычай адчувальных датчыкаў, такіх як сучасныя дэтэктары гравітацыйных хваль, і пры распрацоўцы некаторых квантавых кампутараў.
Нягледзячы на тое, што гэтыя дэтэктары хуткія і малыя, яны таксама вельмі адчувальныя. Ключом да вымярэння квантавага святла з'яўляецца адчувальнасць да квантавага шуму. Квантавая механіка стварае малюсенькія, базавыя ўзроўні шуму ва ўсіх аптычных сістэмах. Паводзіны гэтага шуму раскрываюць інфармацыю аб тыпе квантавага святла, якое перадаецца ў сістэме, могуць вызначыць адчувальнасць аптычнага датчыка і быць выкарыстаны для матэматычнай рэканструкцыі квантавага стану. Даследаванне паказала, што змяншэнне памеру і хуткасці аптычнага дэтэктара не паўплывала на яго адчувальнасць да вымярэння квантавых станаў. У будучыні даследчыкі плануюць інтэграваць іншае прарыўное абсталяванне квантавых тэхналогій у маштаб чыпа, каб яшчэ больш павысіць эфектыўнасць новага...аптычны дэтэктарі пратэставаць яго ў розных сферах прымянення. Каб зрабіць дэтэктар больш даступным, даследчая група вырабіла яго з выкарыстаннем камерцыйна даступных фантанаў. Аднак група падкрэслівае, што вельмі важна працягваць вырашаць праблемы маштабуемай вытворчасці з дапамогай квантавай тэхналогіі. Без дэманстрацыі сапраўды маштабуемай вытворчасці квантавага абсталявання ўплыў і перавагі квантавай тэхналогіі будуць адкладзеныя і абмежаваныя. Гэты прарыў з'яўляецца важным крокам да дасягнення маштабнага прымяненняквантавая тэхналогія, а будучыня квантавых вылічэнняў і квантавай сувязі поўная бясконцых магчымасцей.
Малюнак 2: Схематычная дыяграма прынцыпу прылады.
Час публікацыі: 03 снежня 2024 г.