Teicneòlas ùr alorgaire dhealbhan quantum
An cuantamach chip silicon as lugha san t-saoghallorgaire dealbh
O chionn ghoirid, tha sgioba rannsachaidh anns an Rìoghachd Aonaichte air adhartas mòr a dhèanamh ann am miniaturization teicneòlas cuantamach, tha iad gu soirbheachail ag amalachadh an photodetector cuantamach as lugha san t-saoghal a-steach do chip silicon. Tha an obair, leis an tiotal “Lorgaire solais cuantamach cuairteachaidh fotonach dealanach Bi-CMOS,” air fhoillseachadh ann an Adhartasan Saidheans. Anns na 1960n, rinn luchd-saidheans agus innleadairean an-toiseach meanbh-chuileagan transistors gu microchips saor, ùr-ghnàthachadh a thug a-steach aois an fhiosrachaidh. A-nis, tha luchd-saidheans airson a’ chiad uair air sealltainn gu bheil photodetectors quantum nas taine na falt daonna air sliseag sileaconach, gar toirt aon cheum nas fhaisge air àm de theicneòlas cuantamach a bhios a’ cleachdadh solas. Gus an ath ghinealach de theicneòlas fiosrachaidh adhartach a thoirt gu buil, tha saothrachadh mòr de uidheamachd dealanach is photonic àrd-choileanaidh na bhunait. Tha saothrachadh teicneòlas cuantamach ann an goireasan malairteach a th’ ann mar-thà na dhùbhlan leantainneach dha rannsachadh oilthighean agus companaidhean air feadh an t-saoghail. Tha a bhith comasach air bathar-cruaidh cuantamach àrd-choileanadh a dhèanamh air sgèile mhòr deatamach airson coimpiutaireachd cuantamach, oir tha eadhon a bhith a’ togail coimpiutair cuantamach a’ feumachdainn àireamh mhòr de phàirtean.
Tha luchd-rannsachaidh anns an Rìoghachd Aonaichte air photodetector cuantamach a nochdadh le raon cuairteachaidh aonaichte de dìreach 80 micron le 220 micron. Tha meud cho beag a’ leigeil le photodetectors quantum a bhith gu math luath, a tha riatanach airson a bhith a’ fuasgladh àrd-astarconaltradh cuantamachagus a’ comasachadh obrachadh aig astar luath de choimpiutairean cuantamach optigeach. Le bhith a’ cleachdadh dhòighean saothrachaidh stèidhichte agus rim faighinn gu malairteach bidh e comasach cleachdadh tràth gu raointean teicneòlais eile leithid mothachadh agus conaltradh. Bithear a’ cleachdadh lorgairean mar seo ann an raon farsaing de thagraidhean ann an optics cuantamach, is urrainn dhaibh obrachadh aig teòthachd an t-seòmair, agus tha iad freagarrach airson conaltradh cuantamach, mothachairean air leth mothachail leithid lorgairean tonn grabhataidh ùr-nodha, agus ann an dealbhadh cuid de chuantam. coimpiutairean.
Ged a tha na lorgairean sin luath agus beag, tha iad cuideachd gu math mothachail. Is e an iuchair airson solas cuantamach a thomhas an cugallachd ri fuaim cuantamach. Bidh meacanaig Quantum a’ toirt a-mach ìrean beaga bìodach de fhuaim anns a h-uile siostam optigeach. Bidh giùlan an fhuaim seo a’ nochdadh fiosrachadh mun t-seòrsa solas cuantamach a thèid a ghluasad san t-siostam, comasach air cugallachd an sensor optigeach a dhearbhadh, agus faodar a chleachdadh gus an staid cuantamach ath-thogail gu matamataigeach. Sheall an sgrùdadh nach do chuir a bhith a’ dèanamh an lorgaire optigeach nas lugha agus nas luaithe bacadh air a chugallachd a thaobh tomhas stàitean cuantamach. Anns an àm ri teachd, tha an luchd-rannsachaidh an dùil bathar-cruaidh teicneòlas cuantamach draghail eile fhilleadh a-steach don sgèile chip, ag adhartachadh èifeachdas an inneal ùr.lorgaire optigeach, agus dèan deuchainn air ann an grunn thagraidhean eadar-dhealaichte. Gus am biodh an lorgaire ri fhaighinn nas fharsainge, rinn an sgioba rannsachaidh e a’ cleachdadh fuarain a bha rim faighinn gu malairteach. Ach, tha an sgioba a’ daingneachadh gu bheil e deatamach cumail orra a’ dèiligeadh ris na dùbhlain a tha an lùib saothrachadh scalable le teicneòlas cuantamach. Gun a bhith a’ taisbeanadh saothrachadh bathar-cruaidh cuantamach a ghabhas scalable, bidh dàil agus cuingealachadh air buaidh agus buannachdan teicneòlas cuantamach. Tha an t-adhartas seo a’ comharrachadh ceum cudromach a dh’ ionnsaigh tagraidhean air sgèile mhòr a choileanadhteicneòlas quantum, agus tha àm ri teachd coimpiutaireachd cuantamach agus conaltradh cuantamach làn de chothroman gun chrìoch.
Figear 2: Diagram sgeamach de phrionnsapal an inneil.
Ùine puist: Dùbhlachd-03-2024