Teknologi baru darifotodetektor kuantum
Chip silikon kuantum terkecil di duniafotodetektor
Baru-baru ini, sebuah tim peneliti di Inggris telah membuat terobosan penting dalam miniaturisasi teknologi kuantum, mereka berhasil mengintegrasikan fotodetektor kuantum terkecil di dunia ke dalam sebuah chip silikon. Karya tersebut, berjudul “A Bi-CMOS electronic photonic integrated circuit quantum light detector,” diterbitkan di Science Advances. Pada tahun 1960-an, para ilmuwan dan insinyur pertama kali meminimalkan transistor ke dalam mikrochip murah, sebuah inovasi yang mengantarkan era informasi. Sekarang, para ilmuwan untuk pertama kalinya telah mendemonstrasikan integrasi fotodetektor kuantum yang lebih tipis dari sehelai rambut manusia ke dalam sebuah chip silikon, membawa kita selangkah lebih dekat ke era teknologi kuantum yang menggunakan cahaya. Untuk mewujudkan generasi teknologi informasi canggih berikutnya, manufaktur skala besar peralatan elektronik dan fotonik berkinerja tinggi adalah fondasinya. Memproduksi teknologi kuantum di fasilitas komersial yang ada merupakan tantangan berkelanjutan bagi penelitian universitas dan perusahaan di seluruh dunia. Mampu memproduksi perangkat keras kuantum berkinerja tinggi dalam skala besar sangat penting untuk komputasi kuantum, karena bahkan membangun komputer kuantum membutuhkan sejumlah besar komponen.
Para peneliti di Inggris telah mendemonstrasikan fotodetektor kuantum dengan area sirkuit terpadu hanya 80 mikron x 220 mikron. Ukuran sekecil itu memungkinkan fotodetektor kuantum menjadi sangat cepat, yang sangat penting untuk membuka potensi kecepatan tinggi.komunikasi kuantumdan memungkinkan pengoperasian komputer kuantum optik berkecepatan tinggi. Penggunaan teknik manufaktur yang sudah mapan dan tersedia secara komersial memfasilitasi penerapan awal ke bidang teknologi lain seperti penginderaan dan komunikasi. Detektor tersebut digunakan dalam berbagai aplikasi di bidang optik kuantum, dapat beroperasi pada suhu ruangan, dan cocok untuk komunikasi kuantum, sensor yang sangat sensitif seperti detektor gelombang gravitasi canggih, dan dalam desain komputer kuantum tertentu.
Meskipun detektor ini cepat dan kecil, detektor ini juga sangat sensitif. Kunci untuk mengukur cahaya kuantum adalah sensitivitas terhadap derau kuantum. Mekanika kuantum menghasilkan tingkat derau 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 depan, para peneliti berencana untuk mengintegrasikan perangkat keras teknologi kuantum inovatif lainnya ke skala chip, dan lebih meningkatkan efisiensi detektor baru ini.detektor optikdan mengujinya dalam berbagai aplikasi yang berbeda. Untuk membuat detektor lebih mudah diakses secara luas, tim peneliti memproduksinya menggunakan alat penghasil partikel yang tersedia secara komersial. Namun, tim menekankan bahwa sangat penting untuk terus mengatasi tantangan manufaktur yang dapat diskalakan dengan teknologi kuantum. Tanpa mendemonstrasikan manufaktur perangkat keras kuantum yang benar-benar dapat diskalakan, dampak dan manfaat teknologi kuantum akan tertunda dan terbatas. Terobosan ini menandai langkah penting menuju pencapaian aplikasi skala besar.teknologi kuantum, dan masa depan komputasi kuantum dan komunikasi kuantum penuh dengan kemungkinan yang tak terbatas.
Gambar 2: Diagram skematik prinsip kerja perangkat.
Waktu posting: 03-Des-2024