Nova tecnoloxía defotodetector cuántico
O chip quantum de silicio máis pequeno do mundofotodetector
Recentemente, un equipo de investigación no Reino Unido fixo un importante avance na miniaturización da tecnoloxía cuántica, integrando con éxito o fotodetector cuántico máis pequeno do mundo nun chip de silicio. O traballo, titulado "Un detector de luz cuántica de circuíto integrado fotónico electrónico Bi-CMOS", publícase en Science Advances. Na década de 1960, os científicos e enxeñeiros miniaturizaron por primeira vez os transistores en microchips baratos, unha innovación que iniciou a era da información. Agora, os científicos demostraron por primeira vez a integración de fotodetectores cuánticos máis finos que un cabelo humano nun chip de silicio, achegándonos un paso máis a unha era da tecnoloxía cuántica que usa luz. Para realizar a próxima xeración de tecnoloxía da información avanzada, a fabricación a gran escala de equipos electrónicos e fotónicos de alto rendemento é a base. A fabricación de tecnoloxía cuántica en instalacións comerciais existentes é un desafío continuo para a investigación universitaria e as empresas de todo o mundo. Poder fabricar hardware cuántico de alto rendemento a gran escala é fundamental para a computación cuántica, porque incluso construír un ordenador cuántico require unha gran cantidade de compoñentes.
Investigadores do Reino Unido demostraron un fotodetector cuántico cunha área de circuíto integrado de só 80 micras por 220 micras. Un tamaño tan pequeno permite que os fotodetectores cuánticos sexan moi rápidos, o que é esencial para desbloquear a alta velocidade.comunicación cuánticae posibilitando o funcionamento a alta velocidade dos ordenadores cuánticos ópticos. O uso de técnicas de fabricación establecidas e dispoñibles comercialmente facilita a aplicación temperá a outras áreas tecnolóxicas como a detección e as comunicacións. Estes detectores utilízanse nunha gran variedade de aplicacións en óptica cuántica, poden funcionar a temperatura ambiente e son axeitados para comunicacións cuánticas, sensores extremadamente sensibles como os detectores de ondas gravitacionais de última xeración e no deseño de determinados detectores cuánticos. ordenadores.
Aínda que estes detectores son rápidos e pequenos, tamén son moi sensibles. A clave para medir a luz cuántica é a sensibilidade ao ruído cuántico. A mecánica cuántica produce pequenos niveis básicos de ruído en todos os sistemas ópticos. O comportamento deste ruído revela información sobre o tipo de luz cuántica que se transmite no sistema, pode determinar a sensibilidade do sensor óptico e pode ser usado para reconstruír matematicamente o estado cuántico. O estudo demostrou que facer que o detector óptico sexa máis pequeno e rápido non dificultou a súa sensibilidade para medir estados cuánticos. No futuro, os investigadores planean integrar outro hardware de tecnoloxía cuántica disruptiva na escala do chip, mellorar aínda máis a eficiencia do novodetector óptico, e probalo nunha variedade de aplicacións diferentes. Para facer o detector máis amplamente dispoñible, o equipo de investigación fabricouno utilizando fontes dispoñibles no comercio. Non obstante, o equipo subliña que é fundamental seguir abordando os retos da fabricación escalable coa tecnoloxía cuántica. Sen demostrar unha fabricación de hardware cuántico verdadeiramente escalable, o impacto e os beneficios da tecnoloxía cuántica atrasaranse e limitaranse. Este avance supón un paso importante para conseguir aplicacións a gran escalatecnoloxía cuántica, e o futuro da computación cuántica e da comunicación cuántica está cheo de infinitas posibilidades.
Figura 2: Diagrama esquemático do principio do dispositivo.
Hora de publicación: Dec-03-2024