Nova tecnoloxía defotodetector cuántico
O chip de silicio máis pequeno do mundo cuánticofotodetector
Recentemente, un equipo de investigación no Reino Unido realizou un gran avance na miniaturización da tecnoloxía cuántica, integraron con éxito o fotodetector cuántico máis pequeno do mundo nun chip de silicio. A obra, titulada "Un detector de luz cuántica de circuíto integrado de fotóns electrónicas BI-CMOS", está publicado en Science Avances. Na década de 1960, científicos e enxeñeiros primeiros transistores miniaturizados en microchips baratos, unha innovación que se introduciu na era da información. Agora, os científicos demostraron por primeira vez a integración de fotodetectores cuánticos máis finos que un pelo humano nun chip de silicio, achegándonos un paso máis a unha época de tecnoloxía cuántica que usa luz. Para realizar a próxima xeración de tecnoloxía avanzada da información, a fabricación a gran escala de equipos electrónicos e fotónicos de alto rendemento é a base. A fabricación de tecnoloxía cuántica nas instalacións comerciais existentes é un reto continuo para a investigación universitaria e as empresas de todo o mundo. Poder fabricar hardware cuántico de alto rendemento a gran escala é crucial para a computación cuántica, porque incluso a construción dun ordenador cuántico require un gran número de compoñentes.
Os investigadores do Reino Unido demostraron un fotodetector cuántico cunha área de circuíto integrada 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 velocidadeComunicación cuánticae habilitando o funcionamento de alta velocidade de 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 úsanse nunha gran variedade de aplicacións en óptica cuántica, poden funcionar a temperatura ambiente e son adecuadas para comunicacións cuánticas, sensores extremadamente sensibles como detectores de ondas gravitacionais de última xeración e no deseño de certos ordenadores cuánticos.
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 transmitida no sistema, pode determinar a sensibilidade do sensor óptico e pode usarse para reconstruír matematicamente o estado cuántico. O estudo demostrou que facer o detector óptico máis pequeno e máis rápido non dificultou a súa sensibilidade á medición dos estados cuánticos. No futuro, os investigadores planean integrar outro hardware de tecnoloxía cuántica disruptiva á escala de chip, mellorando aínda máis a eficiencia do novoDetector ópticoe probalo nunha variedade de diferentes aplicacións. Para facer o detector máis amplamente dispoñible, o equipo de investigación fabricouno usando fontes dispoñibles comercialmente. Non obstante, o equipo subliña que é fundamental seguir abordando os retos da fabricación escalable con tecnoloxía cuántica. Sen demostrar a fabricación de hardware cuántico verdadeiramente escalable, o impacto e os beneficios da tecnoloxía cuántica atrasaranse e limitaranse. Este avance supón un paso importante para lograr aplicacións a gran escala deTecnoloxía cuántica, e o futuro da computación cuántica e da comunicación cuántica está cheo de infinitas posibilidades.
Figura 2: Esquema esquemático do principio do dispositivo.
Tempo de publicación: decembro do 03-2024