Nuova tecnologia diFotoDetector quantistico
Il più piccolo chip silicio del mondo QuantumFotoDetector
Di recente, un gruppo di ricerca nel Regno Unito ha fatto un'importante svolta nella miniaturizzazione della tecnologia quantistica, hanno integrato con successo il più piccolo fotodetettore quantistico del mondo in un chip di silicio. L'opera, intitolata "A Bi-CMOS Electronic Foonic Integrated Circuit Quantum Light Detector", è pubblicato su Science Advances. Negli anni '60, scienziati e ingegneri per la prima volta i transistor miniaturizzati su microchip a basso costo, un'innovazione che ha inaugurato l'era dell'informazione. Ora, gli scienziati hanno dimostrato per la prima volta l'integrazione di fotodettori quantistici più sottili di un capelli umano su un chip di silicio, avvicinandoci un passo a un'era di tecnologia quantistica che utilizza luce. Per realizzare la prossima generazione di tecnologia informatica avanzata, è la produzione su larga scala di apparecchiature elettroniche e fotoniche ad alte prestazioni. La produzione di tecnologia quantistica nelle strutture commerciali esistenti è una sfida continua per la ricerca universitaria e le aziende in tutto il mondo. Essere in grado di produrre hardware quantistico ad alte prestazioni su larga scala è cruciale per il calcolo quantistico, poiché anche la costruzione di un computer quantistico richiede un gran numero di componenti.
I ricercatori del Regno Unito hanno dimostrato un fotodettore quantistico con un'area di circuiti integrati di soli 80 micron per 220 micron. Una dimensione così piccola consente ai fotodettori quantistici di essere molto veloci, il che è essenziale per sbloccare ad alta velocitàcomunicazione quantisticae consentendo il funzionamento ad alta velocità dei computer quantistici ottici. L'uso di tecniche di produzione consolidate e disponibili in commercio facilita l'applicazione precoce ad altre aree tecnologiche come il rilevamento e le comunicazioni. Tali rilevatori sono utilizzati in un'ampia varietà di applicazioni in ottica quantistica, possono funzionare a temperatura ambiente e sono adatti per comunicazioni quantistiche, sensori estremamente sensibili come rilevatori di onde gravitazionali all'avanguardia e nella progettazione di alcuni computer quantistici.
Sebbene questi rilevatori siano veloci e piccoli, sono anche molto sensibili. La chiave per misurare la luce quantistica è la sensibilità al rumore quantico. La meccanica quantistica produce piccoli livelli di rumore di base in tutti i sistemi ottici. Il comportamento di questo rumore rivela informazioni sul tipo di luce quantistica trasmessa nel sistema, può determinare la sensibilità del sensore ottico e può essere utilizzata per ricostruire matematicamente lo stato quantico. Lo studio ha dimostrato che rendere il rivelatore ottico più piccolo e più veloce non ha ostacolato la sua sensibilità alla misurazione degli stati quantici. In futuro, i ricercatori prevedono di integrare altri hardware di tecnologia quantistica dirompenti sulla scala dei chip, migliorano ulteriormente l'efficienza del nuovoRilevatore otticoe testalo in una varietà di diverse applicazioni. Per rendere il rivelatore più ampiamente disponibile, il team di ricerca lo ha prodotto utilizzando fontainer disponibili in commercio. Tuttavia, il team sottolinea che è fondamentale continuare ad affrontare le sfide della produzione scalabile con tecnologia quantistica. Senza dimostrare manifatturiero hardware quantistico veramente scalabile, l'impatto e i benefici della tecnologia quantistica saranno ritardati e limitati. Questa svolta segna un importante passo verso il raggiungimento di applicazioni su larga scala ditecnologia quantisticae il futuro del calcolo quantistico e della comunicazione quantistica è pieno di infinite possibilità.
Figura 2: diagramma schematico del principio del dispositivo.
Tempo post: DEC-03-2024