Technoleg newydd offotodetector cwantwm
Cwantwm sglodion silicon lleiaf y bydffotodetector
Yn ddiweddar, mae tîm ymchwil yn y Deyrnas Unedig wedi gwneud datblygiad pwysig yn y miniaturization o dechnoleg cwantwm, fe wnaethant integreiddio ffotodetector cwantwm lleiaf y byd yn llwyddiannus yn sglodyn silicon. Cyhoeddir y gwaith, dan y teitl “Synhwyrydd Golau Quantwm Cylchdaith Integredig Ffotonig Bi-CMOS,” yn Science Advances. Yn y 1960au, roedd gwyddonwyr a pheirianwyr yn transistorau bach cyntaf ar ficrosglodion rhad, arloesedd a arweiniodd yn yr oes wybodaeth. Nawr, mae gwyddonwyr am y tro cyntaf wedi dangos integreiddio ffotodetectorau cwantwm yn deneuach na gwallt dynol ar sglodyn silicon, gan ddod â ni un cam yn nes at oes o dechnoleg cwantwm sy'n defnyddio golau. Er mwyn gwireddu'r genhedlaeth nesaf o dechnoleg gwybodaeth uwch, gweithgynhyrchu ar raddfa fawr o offer electronig a ffotonig perfformiad uchel yw'r sylfaen. Mae gweithgynhyrchu technoleg cwantwm mewn cyfleusterau masnachol presennol yn her barhaus i ymchwil prifysgol a chwmnïau ledled y byd. Mae gallu cynhyrchu caledwedd cwantwm perfformiad uchel ar raddfa fawr yn hanfodol ar gyfer cyfrifiadura cwantwm, oherwydd mae angen nifer fawr o gydrannau ar hyd yn oed adeiladu cyfrifiadur cwantwm.
Mae ymchwilwyr yn y Deyrnas Unedig wedi dangos ffotodetector cwantwm gydag ardal gylched integredig o ddim ond 80 micron gan 220 micron. Mae maint bach o'r fath yn caniatáu i ffotodetectorau cwantwm fod yn gyflym iawn, sy'n hanfodol ar gyfer datgloi cyflymder uchelcyfathrebu cwantwma galluogi gweithrediad cyflym cyfrifiaduron cwantwm optegol. Mae defnyddio technegau gweithgynhyrchu sefydledig sydd ar gael yn fasnachol yn hwyluso cymhwysiad cynnar i feysydd technoleg eraill fel synhwyro a chyfathrebu. Defnyddir synwyryddion o'r fath mewn amrywiaeth eang o gymwysiadau mewn opteg cwantwm, gallant weithredu ar dymheredd yr ystafell, ac maent yn addas ar gyfer cyfathrebu cwantwm, synwyryddion hynod sensitif fel synwyryddion tonnau disgyrchiant o'r radd flaenaf, ac wrth ddylunio rhai cyfrifiaduron cwantwm.
Er bod y synwyryddion hyn yn gyflym ac yn fach, maent hefyd yn sensitif iawn. Yr allwedd i fesur golau cwantwm yw'r sensitifrwydd i sŵn cwantwm. Mae mecaneg cwantwm yn cynhyrchu lefelau bach, sylfaenol o sŵn ym mhob system optegol. Mae ymddygiad y sŵn hwn yn datgelu gwybodaeth am y math o olau cwantwm a drosglwyddir yn y system, gall bennu sensitifrwydd y synhwyrydd optegol, a gellir ei ddefnyddio i ailadeiladu'r wladwriaeth cwantwm yn fathemategol. Dangosodd yr astudiaeth nad oedd gwneud y synhwyrydd optegol yn llai ac yn gyflymach yn rhwystro ei sensitifrwydd i fesur gwladwriaethau cwantwm. Yn y dyfodol, mae'r ymchwilwyr yn bwriadu integreiddio caledwedd technoleg cwantwm aflonyddgar arall i'r raddfa sglodion, gwella effeithlonrwydd y newydd ymhellachsynhwyrydd optegol, a'i brofi mewn amrywiaeth o wahanol gymwysiadau. Er mwyn sicrhau bod y synhwyrydd ar gael yn ehangach, gweithgynhyrchodd y tîm ymchwil ef gan ddefnyddio Fountainers sydd ar gael yn fasnachol. Fodd bynnag, mae'r tîm yn pwysleisio ei bod yn hanfodol parhau i fynd i'r afael â heriau gweithgynhyrchu graddadwy gyda thechnoleg cwantwm. Heb ddangos gweithgynhyrchu caledwedd cwantwm gwirioneddol raddadwy, bydd effaith a buddion technoleg cwantwm yn cael eu gohirio ac yn gyfyngedig. Mae'r datblygiad arloesol hwn yn nodi cam pwysig tuag at gyflawni cymwysiadau ar raddfa fawr otechnoleg cwantwm, ac mae dyfodol cyfrifiadura cwantwm a chyfathrebu cwantwm yn llawn posibiliadau diddiwedd.
Ffigur 2: Diagram sgematig o egwyddor y ddyfais.
Amser Post: Rhag-03-2024