Neue Technologie vonQuanten -Fotodetektor
Das kleinste Siliziumchip -Quantum der WeltFotodetektor
Kürzlich hat ein Forschungsteam im Vereinigten Königreich einen wichtigen Durchbruch bei der Miniaturisierung der Quantentechnologie erzielt. Sie haben den weltweit kleinsten Quantenphotodetektor erfolgreich in einen Siliziumchip integriert. Die Arbeiten mit dem Titel „Ein elektronischer BI-CMOS Electronic Photon Integrated Circuit Quantenlichtdetektor“ wird in Science Advances veröffentlicht. In den 1960er Jahren miniaturisierten Wissenschaftler und Ingenieure Transistoren zuerst auf billige Mikrochips, eine Innovation, die das Informationszeitalter einlöste. Jetzt haben Wissenschaftler zum ersten Mal die Integration von Quanten -Fotodetektoren dünner als ein menschliches Haar in einen Siliziumchip gezeigt und uns einer Ära der Quantentechnologie, die Licht verwendet, einen Schritt näher bringen. Um die nächste Generation fortschrittlicher Informationstechnologie zu verwirklichen, ist die groß angelegte Herstellung von elektronischen und photonischen Geräten mit leistungsstarker Leistung die Grundlage. Die Herstellung von Quantentechnologie in bestehenden kommerziellen Einrichtungen ist eine kontinuierliche Herausforderung für Universitätsforschung und Unternehmen auf der ganzen Welt. Die Fähigkeit zur Herstellung von Hochleistungsquantenhardware in großem Maßstab ist für das Quantencomputer von entscheidender Bedeutung, da selbst das Erstellen eines Quantencomputers eine große Anzahl von Komponenten erfordert.
Forscher im Vereinigten Königreich haben einen Quanten -Fotodetektor mit einem integrierten Schaltungsbereich von nur 80 Mikrometern x 220 Mikrometer gezeigt. Eine solche geringe Größe ermöglicht die Quantenphotodetektoren sehr schnell, was für die Entsperren von Hochgeschwindigkeiten unerlässlich istQuantenkommunikationund Aktivierung des Hochgeschwindigkeitsbetriebs von optischen Quantencomputern. Die Verwendung etablierter und im Handel erhältlicher Fertigungstechniken erleichtert die frühe Anwendung auf andere Technologiebereiche wie Erfindung und Kommunikation. Solche Detektoren werden in einer Vielzahl von Anwendungen in der Quantenoptik verwendet, können bei Raumtemperatur funktionieren und sind für Quantenkommunikation, extrem empfindliche Sensoren wie hochmoderne Gravitationswellendetektoren und in der Gestaltung bestimmter Quantencomputer geeignet.
Obwohl diese Detektoren schnell und klein sind, sind sie auch sehr empfindlich. Der Schlüssel zum Messen von Quantenlicht ist die Empfindlichkeit gegenüber Quantenrauschen. Die Quantenmechanik erzeugt winzige Grundrauschen in allen optischen Systemen. Das Verhalten dieses Rauschens zeigt Informationen über den im System übertragenen Quantenlicht, kann die Empfindlichkeit des optischen Sensors bestimmen und kann verwendet werden, um den Quantenzustand mathematisch zu rekonstruieren. Die Studie zeigte, dass der optische Detektor kleiner und schneller seine Empfindlichkeit gegenüber Messung von Quantenzuständen nicht behinderte. In Zukunft planen die Forscher, andere disruptive Quantentechnologie -Hardware in die ChIP -Skala zu integrieren und die Effizienz des neuen weiter zu verbessernOptischer Detektorund testen Sie es in verschiedenen Anwendungen. Um den Detektor weit verbreitet zu gestalten, stellte das Forschungsteam es mit im Handel erhältlichen Brunnen her. Das Team betont jedoch, dass es wichtig ist, weiterhin die Herausforderungen der skalierbaren Fertigung mit Quantentechnologie zu bewältigen. Ohne eine wirklich skalierbare Herstellung von Quantenhardware zu demonstrieren, werden die Auswirkungen und der Nutzen der Quantentechnologie verzögert und begrenzt. Dieser Durchbruch markiert einen wichtigen Schritt zur Erreichung großer Anwendungen vonQuantentechnologieund die Zukunft des Quantencomputers und der Quantenkommunikation ist voller endloser Möglichkeiten.
Abbildung 2: Schematisches Diagramm des Geräteprinzips.
Postzeit: Dezember 03-2024