Nueva tecnología defotodetector cuántico
El chip cuántico de silicio más pequeño del mundofotodetector
Recientemente, un equipo de investigación del Reino Unido ha logrado un avance importante en la miniaturización de la tecnología cuántica: integraron con éxito el fotodetector cuántico más pequeño del mundo en un chip de silicio. El trabajo, titulado "Un detector de luz cuántica de circuito integrado fotónico electrónico Bi-CMOS", se publicó en Science Advances. En la década de 1960, científicos e ingenieros miniaturizaron por primera vez transistores en microchips económicos, una innovación que marcó el comienzo de la era de la información. Ahora, los científicos han demostrado por primera vez la integración de fotodetectores cuánticos más delgados que un cabello humano en un chip de silicio, acercándonos un paso más a la era de la tecnología cuántica que utiliza la luz. Para hacer realidad la próxima generación de tecnología de la información avanzada, la fabricación a gran escala de equipos electrónicos y fotónicos de alto rendimiento es fundamental. La fabricación de tecnología cuántica en instalaciones comerciales existentes es un desafío constante para la investigación universitaria y las empresas de todo el mundo. Poder fabricar hardware cuántico de alto rendimiento a gran escala es crucial para la computación cuántica, ya que incluso construir una computadora cuántica requiere una gran cantidad de componentes.
Investigadores del Reino Unido han demostrado un fotodetector cuántico con un área de circuito integrado de tan solo 80 micras por 220 micras. Un tamaño tan pequeño permite que los fotodetectores cuánticos sean muy rápidos, lo cual es esencial para alcanzar la alta velocidad.comunicación cuánticay permite el funcionamiento a alta velocidad de ordenadores cuánticos ópticos. El uso de técnicas de fabricación consolidadas y disponibles comercialmente facilita su aplicación temprana en otras áreas tecnológicas, como la detección y las comunicaciones. Estos detectores se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones en óptica cuántica, pueden operar a temperatura ambiente y son adecuados para comunicaciones cuánticas, sensores extremadamente sensibles como los detectores de ondas gravitacionales de última generación, y en el diseño de ciertos ordenadores cuánticos.
Aunque estos detectores son rápidos y pequeños, también son muy sensibles. La clave para medir la luz cuántica reside en la sensibilidad al ruido cuántico. La mecánica cuántica produce niveles diminutos y básicos de ruido en todos los sistemas ópticos. El comportamiento de este ruido revela información sobre el tipo de luz cuántica transmitida en el sistema, puede determinar la sensibilidad del sensor óptico y utilizarse para reconstruir matemáticamente el estado cuántico. El estudio demostró que reducir el tamaño y la velocidad del detector óptico no redujo su sensibilidad para medir estados cuánticos. En el futuro, los investigadores planean integrar otro hardware de tecnología cuántica disruptiva a escala de chip para mejorar aún más la eficiencia del nuevo.detector ópticoy probarlo en diversas aplicaciones. Para ampliar la disponibilidad del detector, el equipo de investigación lo fabricó utilizando fuentes disponibles comercialmente. Sin embargo, el equipo enfatiza que es fundamental seguir abordando los desafíos de la fabricación escalable con tecnología cuántica. Sin demostrar una fabricación de hardware cuántico verdaderamente escalable, el impacto y los beneficios de la tecnología cuántica se verán retrasados y limitados. Este avance marca un paso importante hacia el logro de aplicaciones a gran escala de...tecnología cuántica, y el futuro de la computación cuántica y la comunicación cuántica está lleno de infinitas posibilidades.
Figura 2: Diagrama esquemático del principio del dispositivo.
Hora de publicación: 03-dic-2024