Technoleg newydd offotosynhwyrydd cwantwm
Sglodion silicon cwantwm lleiaf y bydffotosynhwyrydd
Yn ddiweddar, mae tîm ymchwil yn y Deyrnas Unedig wedi gwneud datblygiad pwysig ym maes miniatureiddio technoleg cwantwm, gan lwyddo i integreiddio ffotosynhwyrydd cwantwm lleiaf y byd i mewn i sglodion silicon. Cyhoeddir y gwaith, o'r enw "A Bi-CMOS electronic photonic integrated circuit light detector," yn Science Advances. Yn y 1960au, fe wnaeth gwyddonwyr a pheirianwyr fachu transistorau ar ficrosglodion rhad am y tro cyntaf, arloesedd a arweiniodd at oes y wybodaeth. Nawr, am y tro cyntaf mae gwyddonwyr wedi dangos integreiddio ffotosynhwyryddion cwantwm sy'n deneuach na gwallt dynol ar sglodion silicon, gan ddod â ni un cam yn nes at oes o dechnoleg cwantwm sy'n defnyddio golau. I wireddu'r genhedlaeth nesaf o dechnoleg gwybodaeth uwch, gweithgynhyrchu offer electronig a ffotonig perfformiad uchel ar raddfa fawr 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 hyd yn oed adeiladu cyfrifiadur cwantwm yn gofyn am nifer fawr o gydrannau.
Mae ymchwilwyr yn y Deyrnas Unedig wedi dangos ffotosynhwyrydd cwantwm gydag arwynebedd cylched integredig o ddim ond 80 micron wrth 220 micron. Mae maint mor fach yn caniatáu i ffotosynhwyryddion cwantwm fod yn gyflym iawn, sy'n hanfodol ar gyfer datgloi cyflymder uchel.cyfathrebu cwantwma galluogi gweithrediad cyflym cyfrifiaduron cwantwm optegol. Mae defnyddio technegau gweithgynhyrchu sefydledig ac 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 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 ail-greu'r cyflwr cwantwm yn fathemategol. Dangosodd yr astudiaeth nad oedd gwneud y synhwyrydd optegol yn llai ac yn gyflymach yn rhwystro ei sensitifrwydd i fesur cyflyrau cwantwm. Yn y dyfodol, mae'r ymchwilwyr yn bwriadu integreiddio caledwedd technoleg cwantwm aflonyddgar arall i raddfa'r sglodion, gan wella effeithlonrwydd y system newydd ymhellach.synhwyrydd optegol, a'i brofi mewn amrywiaeth o wahanol gymwysiadau. Er mwyn gwneud y synhwyrydd ar gael yn ehangach, fe'i cynhyrchodd y tîm ymchwil gan ddefnyddio ffynhonnau 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 manteision technoleg cwantwm yn cael eu gohirio a'u cyfyngu. Mae'r datblygiad 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 postio: Rhag-03-2024