Nueva tecnología defotodetector cuántico
El chip cuántico de silicio más pequeño del mundofotodetector
Recientemente, un equipo de investigación del Reino Unido ha logrado un importante avance en la miniaturización de la tecnología cuántica: han integrado 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 publica en Science Advances. En la década de 1960, los científicos e ingenieros miniaturizaron por primera vez transistores en microchips baratos, 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 una era de tecnología cuántica que utiliza la luz. Para hacer realidad la próxima generación de tecnología de la información avanzada, la base es la fabricación a gran escala de equipos electrónicos y fotónicos de alto rendimiento. La fabricación de tecnología cuántica en instalaciones comerciales existentes es un desafío continuo para la investigación universitaria y las empresas de todo el mundo. Ser capaz de fabricar hardware cuántico de alto rendimiento a gran escala es crucial para la computación cuántica, porque 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 sólo 80 por 220 micrones. Un tamaño tan pequeño permite que los fotodetectores cuánticos sean muy rápidos, lo cual es esencial para desbloquear la alta velocidad.comunicación cuánticay permitir el funcionamiento de alta velocidad de computadoras cuánticas ópticas. El uso de técnicas de fabricación establecidas y disponibles comercialmente facilita la aplicación temprana a otras áreas tecnológicas como la detección y las comunicaciones. Estos detectores se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones en óptica cuántica, pueden funcionar a temperatura ambiente y son adecuados para comunicaciones cuánticas, sensores extremadamente sensibles como los detectores de ondas gravitacionales más modernos y en el diseño de ciertos sistemas cuánticos. computadoras.
Aunque estos detectores son rápidos y pequeños, también son muy sensibles. La clave para medir la luz cuántica es la sensibilidad al ruido cuántico. La mecánica cuántica produce niveles básicos y minúsculos 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 puede usarse para reconstruir matemáticamente el estado cuántico. El estudio demostró que hacer el detector óptico más pequeño y más rápido no obstaculizaba su sensibilidad para medir estados cuánticos. En el futuro, los investigadores planean integrar otro hardware de tecnología cuántica disruptiva a escala de chip, mejorando aún más la eficiencia del nuevodetector ópticoy pruébelo en una variedad de aplicaciones diferentes. Para que el detector esté más disponible, el equipo de investigación lo fabricó utilizando bebederos disponibles comercialmente. Sin embargo, el equipo destaca 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 retrasarán y serán limitados. Este avance marca un paso importante hacia el logro de aplicaciones a gran escala detecnología 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