Teknologi barufotodetektor kuantum
Chip silikon kuantum terkecil di duniafotodetektor
Baru-baru ini, sebuah tim peneliti di Inggris Raya telah membuat terobosan penting dalam miniaturisasi teknologi kuantum. Mereka berhasil mengintegrasikan fotodetektor kuantum terkecil di dunia ke dalam sebuah cip silikon. Karya berjudul "A Bi-CMOS electronic photonic integrated circuit quantum light detector" ini diterbitkan dalam Science Advances. Pada tahun 1960-an, para ilmuwan dan insinyur pertama kali meminiaturisasi transistor ke dalam mikrocip murah, sebuah inovasi yang menandai dimulainya era informasi. Kini, untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah mendemonstrasikan integrasi fotodetektor kuantum yang lebih tipis dari rambut manusia ke dalam sebuah cip silikon, membawa kita selangkah lebih dekat ke era teknologi kuantum yang memanfaatkan cahaya. Untuk mewujudkan generasi teknologi informasi canggih berikutnya, manufaktur peralatan elektronik dan fotonik berkinerja tinggi dalam skala besar merupakan fondasinya. Memproduksi teknologi kuantum di fasilitas komersial yang ada merupakan tantangan berkelanjutan bagi penelitian universitas dan perusahaan di seluruh dunia. Kemampuan untuk memproduksi perangkat keras kuantum berkinerja tinggi dalam skala besar sangat penting bagi komputasi kuantum, karena bahkan membangun komputer kuantum pun membutuhkan sejumlah besar komponen.
Para peneliti di Inggris telah mendemonstrasikan fotodetektor kuantum dengan luas sirkuit terpadu hanya 80 mikron x 220 mikron. Ukuran sekecil itu memungkinkan fotodetektor kuantum bekerja sangat cepat, yang penting untuk membuka kunci kecepatan tinggi.komunikasi kuantumdan memungkinkan pengoperasian komputer kuantum optik berkecepatan tinggi. Penggunaan teknik manufaktur yang mapan dan tersedia secara komersial memfasilitasi penerapan awal ke bidang teknologi lain seperti penginderaan dan komunikasi. Detektor semacam itu digunakan dalam berbagai aplikasi dalam optik kuantum, dapat beroperasi pada suhu ruangan, dan cocok untuk komunikasi kuantum, sensor yang sangat sensitif seperti detektor gelombang gravitasi mutakhir, dan dalam perancangan komputer kuantum tertentu.
Meskipun detektor ini cepat dan kecil, mereka juga sangat sensitif. Kunci untuk mengukur cahaya kuantum adalah sensitivitas terhadap derau kuantum. Mekanika kuantum menghasilkan derau tingkat dasar yang sangat kecil di semua sistem optik. Perilaku derau ini mengungkapkan informasi tentang jenis cahaya kuantum yang ditransmisikan dalam sistem, dapat menentukan sensitivitas sensor optik, dan dapat digunakan untuk merekonstruksi keadaan kuantum secara matematis. Studi ini menunjukkan bahwa membuat detektor optik lebih kecil dan lebih cepat tidak menghambat sensitivitasnya dalam mengukur keadaan kuantum. Di masa mendatang, para peneliti berencana untuk mengintegrasikan perangkat keras teknologi kuantum disruptif lainnya ke dalam skala chip, untuk lebih meningkatkan efisiensi teknologi baru ini.detektor optik, dan mengujinya dalam berbagai aplikasi. Agar detektor ini lebih mudah diakses, tim peneliti memproduksinya menggunakan mesin pembuat air mancur yang tersedia secara komersial. Namun, tim menekankan pentingnya untuk terus mengatasi tantangan manufaktur skalabel dengan teknologi kuantum. Tanpa demonstrasi manufaktur perangkat keras kuantum yang benar-benar skalabel, dampak dan manfaat teknologi kuantum akan tertunda dan terbatas. Terobosan ini menandai langkah penting menuju pencapaian aplikasi skala besarteknologi kuantum, dan masa depan komputasi kuantum dan komunikasi kuantum penuh dengan kemungkinan yang tak terbatas.
Gambar 2: Diagram skema prinsip perangkat.
Waktu posting: 03-Des-2024