Teknoloġija ġdida ta' fotoditekter kwantiku

Teknoloġija ġdida ta'fotoditekter kwantiku

L-iżgħar ċippa tas-silikon kwantistika fid-dinjafotoditekter

Riċentement, tim ta’ riċerka fir-Renju Unit għamel avvanz importanti fil-minjaturizzazzjoni tat-teknoloġija kwantistika, fejn integraw b’suċċess l-iżgħar fotoditekter kwantistiku fid-dinja f’ċippa tas-silikon. Ix-xogħol, intitolat “Ditekter tad-dawl kwantistiku b’ċirkwit integrat fotoniku elettroniku Bi-CMOS,” ġie ppubblikat f’Science Advances. Fis-snin sittin, ix-xjentisti u l-inġiniera għall-ewwel darba minjaturizzaw it-transistors fuq mikroċippijiet irħas, innovazzjoni li fetħet l-era tal-informazzjoni. Issa, ix-xjentisti għall-ewwel darba wrew l-integrazzjoni ta’ fotoditekters kwantistiċi irqaq minn xagħra umana fuq ċippa tas-silikon, u b’hekk ressquna pass eqreb lejn era ta’ teknoloġija kwantistika li tuża d-dawl. Biex nirrealizzaw il-ġenerazzjoni li jmiss ta’ teknoloġija tal-informazzjoni avvanzata, il-manifattura fuq skala kbira ta’ tagħmir elettroniku u fotoniku ta’ prestazzjoni għolja hija l-pedament. Il-manifattura tat-teknoloġija kwantistika f’faċilitajiet kummerċjali eżistenti hija sfida kontinwa għar-riċerka universitarja u l-kumpaniji madwar id-dinja. Il-kapaċità li jiġi manifatturat ħardwer kwantistiku ta’ prestazzjoni għolja fuq skala kbira hija kruċjali għall-komputazzjoni kwantistika, għaliex anke l-bini ta’ kompjuter kwantistiku jeħtieġ numru kbir ta’ komponenti.

Riċerkaturi fir-Renju Unit urew fotoditekter kwantistiku b'erja ta' ċirkwit integrat ta' 80 mikron b'220 mikron biss. Daqs daqshekk żgħir jippermetti li l-fotoditekters kwantistiċi jkunu veloċi ħafna, li huwa essenzjali biex jiġi żblokkat veloċità għoljakomunikazzjoni kwantistikau li jippermetti t-tħaddim b'veloċità għolja ta' kompjuters kwantistiċi ottiċi. L-użu ta' tekniki ta' manifattura stabbiliti u disponibbli kummerċjalment jiffaċilita l-applikazzjoni bikrija għal oqsma oħra tat-teknoloġija bħas-sensing u l-komunikazzjonijiet. Tali ditekters jintużaw f'varjetà wiesgħa ta' applikazzjonijiet fl-ottika kwantistika, jistgħu joperaw f'temperatura tal-kamra, u huma adattati għal komunikazzjonijiet kwantistiċi, sensuri estremament sensittivi bħal ditekters tal-mewġ gravitazzjonali avvanzati, u fid-disinn ta' ċerti kompjuters kwantistiċi.

Għalkemm dawn id-ditekters huma veloċi u żgħar, huma wkoll sensittivi ħafna. Iċ-ċavetta għall-kejl tad-dawl kwantiku hija s-sensittività għall-istorbju kwantiku. Il-mekkanika kwantistika tipproduċi livelli żgħar u bażiċi ta’ storbju fis-sistemi ottiċi kollha. L-imġiba ta’ dan l-istorbju tiżvela informazzjoni dwar it-tip ta’ dawl kwantiku trasmess fis-sistema, tista’ tiddetermina s-sensittività tas-senser ottiku, u tista’ tintuża biex tirrikostruwixxi matematikament l-istat kwantiku. L-istudju wera li l-iżgħar u l-aktar veloċità tad-ditekter ottiku ma fixklitx is-sensittività tiegħu għall-kejl tal-istati kwantiċi. Fil-futur, ir-riċerkaturi jippjanaw li jintegraw ħardwer ieħor tat-teknoloġija kwantika diżruptiva mal-iskala taċ-ċippa, u jtejbu aktar l-effiċjenza tas-sistema l-ġdida.ditekter ottiku, u jittestjawh f'varjetà ta' applikazzjonijiet differenti. Biex id-ditekter ikun aktar disponibbli b'mod wiesa', it-tim tar-riċerka mmanifatturah bl-użu ta' fountainers disponibbli kummerċjalment. Madankollu, it-tim jenfasizza li huwa kritiku li nkomplu nindirizzaw l-isfidi tal-manifattura skalabbli bit-teknoloġija kwantistika. Mingħajr ma nuru manifattura ta' ħardwer kwantistiku tassew skalabbli, l-impatt u l-benefiċċji tat-teknoloġija kwantistika se jittardjaw u jiġu limitati. Dan l-avvanz jimmarka pass importanti lejn il-kisba ta' applikazzjonijiet fuq skala kbira ta'teknoloġija kwantistika, u l-futur tal-komputazzjoni kwantistika u l-komunikazzjoni kwantistika huwa mimli possibbiltajiet bla tmiem.

Figura 2: Dijagramma skematika tal-prinċipju tal-apparat.