Detectorul de lumină cuantică super rapidă deschide calea pentru calculatoare cuantice cu performanțe superioare

Detectorul integrat combină un cip de foton de siliciu cu un cip de siliciu micro-electronic, oferind viteze avansate în detectarea luminii cuantice. Credit: Universitatea din Bristol

Cercetătorii au dezvoltat un dispozitiv mic, care deschide calea către calculatoare cuantice de înaltă performanță și comunicații cuantice, făcându-le semnificativ mai rapide decât stadiul actual al tehnicii.

Cercetătorii de la Bristol au dezvoltat un dispozitiv mic care deschide calea către calculatoare cuantice de înaltă performanță și comunicații cuantice, făcându-le mult mai rapide decât stadiul actual al tehnicii.

Cercetătorii din Universitatea din BristolLaboratoarele de inginerie cuantică (laboratoarele QET) și Universitatea Coasta de Azur au dezvoltat un nou detector de lumină miniaturizat pentru a măsura proprietățile cuantice ale luminii mai detaliat decât oricând. Dispozitivul, format din două cipuri de siliciu care lucrează împreună, a fost utilizat pentru a măsura proprietățile unice ale luminii cuantice „stoarse” la viteze record.

Folosirea proprietăților unice ale fizicii cuantice promite noi modalități de a depăși starea actuală a tehnologiei în calcul, comunicare și măsurare. Fotonica din siliciu – unde lumina este utilizată ca purtător de informații în micro-cartofii din siliciu – este o cale interesantă către aceste tehnologii de nouă generație.

„Lumina stoarsă este un efect cuantic foarte util. Poate fi utilizat în comunicații cuantice și calculatoare cuantice și a fost deja utilizat de LIGO și observatorii de unde gravitaționale Fecioară pentru a-și îmbunătăți sensibilitatea, ajutând la detectarea evenimentelor astronomice exotice, cum ar fi gaură neagră fuziuni. Așadar, îmbunătățirea modului în care îl măsurăm poate avea un impact uriaș ”, a declarat Joel Tasker, coautor.

Măsurarea luminii extrudate necesită procesoare concepute pentru zgomot electronic foarte scăzut pentru a detecta proprietățile cuantice slabe ale luminii. Dar astfel de detectoare au fost până acum limitate în ceea ce privește viteza semnalelor care pot fi măsurate – aproximativ o mie de milioane de cicluri pe secundă.

„Acest lucru are un impact direct asupra vitezei de procesare a noilor tehnologii informaționale, cum ar fi calculatoarele optice și comunicațiile cu un nivel de lumină foarte scăzut. Cu cât lățimea de bandă a detectorului este mai mare, cu atât puteți efectua mai repede calculele și transmite informații ”, a declarat co-directorul Jonathan Frazer.

Detectorul integrat a fost până acum la o viteză mai mare decât stadiul tehnicii anterioare, iar echipa lucrează la rafinarea tehnologiei pentru a merge și mai repede.

Amprenta detectorului este mai mică de un milimetru pătrat – această dimensiune mică permite performanța detectorului de mare viteză. Detectorul este construit din microelectronică de siliciu și un cip fotonic de siliciu.

În întreaga lume, cercetătorii au explorat cum să integreze fotonica cuantică într-un cip pentru a demonstra producția scalabilă.

„Cea mai mare parte a concentrării s-a concentrat pe partea cuantică, dar acum am început să integrăm interfața dintre fotonica cuantică și citirea electrică. Acest lucru este necesar pentru ca întreaga arhitectură cuantică să funcționeze eficient. Pentru detectarea homodinului, accesul la scară de cip are ca rezultat un dispozitiv cu o amprentă mică pentru producția de masă și, în mod important, oferă un impuls de performanță “, a declarat profesorul Jonathan Matthews, care a condus proiectul.

Referință: „Siliconul fotonic se referă la electronica integrată pentru măsurarea luminii comprimate de 9 GHz” de Tasker, J. și colab., 9 noiembrie 2020, Fotonica naturii.
DOI: 10.1038 / s41566-020-00715-5

Suportul pentru această lucrare include Consiliul European de Cercetare al lui Matthews, care începe grantul ERC-2018-STG 803665 „Fotonică pentru măsurarea îmbunătățită cuantică proiectată”, vizând capacitățile de sensibilitate cuantică extinsă pe cip și Consiliul de cercetare inginerie și știință Fizica finanțată de studenții autorilor principali Joel Tasker și Jonathan Frazer. Toate sursele de finanțare sunt descrise pe deplin în lucrare.

Laboratoarele tehnologice de inginerie cuantică (laboratoarele QET) de la Universitatea din Bristol au fost lansate în aprilie 2015 și includ activitățile a peste 100 de cadre universitare, personal și studenți. Reunește cea mai largă activitate cuantică și conectată din Bristol pentru a maximiza oportunitățile pentru noi descoperiri științifice care susțin dezvoltarea ingineriei și a tehnologiei.

Centrul de inginerie cuantică finanțat de Bristol pentru formarea doctorală oferă o experiență excepțională de formare și dezvoltare pentru cei care doresc să urmeze o carieră în industria tehnologiei cuantice emergente sau în mediul academic. Susține înțelegerea principiilor științifice de bază solide și aplicarea lor practică la provocările din lumea reală.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Modelul demonstrează similitudini în modul în care studiază oamenii și insectele

Modelul de calcul demonstrează similaritatea în cunoașterea împrejurimilor oamenilor și insectelor. Potrivit unui nou studiu de la Universitatea din Sussex, care arată cum oamenii pot...

Cum am creat „furtuna perfectă” pentru evoluția și transmiterea bolilor infecțioase, cum ar fi COVID-19

Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Anglia de Est, în majoritatea modurilor noastre, „furtuna perfectă” a fost creată pentru evoluția și transmiterea bolilor...

„Adezivul molecular” crește eficiența și face ca celulele solare perovskite să devină mult mai fiabile în timp

Cercetătorii au folosit „adeziv molecular” auto-asamblat monostrat pentru a consolida interfețele din celulele solare perovskite pentru a le face mai eficiente, stabile și fiabile....

Pastele plate sunt atât de avansate încât se formează în morfuri atunci când sunt fierte

Laboratorul CMU gestionează producția de paste, care își schimbă forma pe măsură ce gătește. Credit: Universitatea Carnegie Mellon Pastele plate ambalate creează ambalare, transport...

Oamenii de știință ai undelor gravitaționale Excelentă nouă metodă de rafinare a constantei Hubble – expansiunea și vârsta universului

O ilustrare a artistului unei perechi unificate de stele neutronice. Credit: Carl Knox, Universitatea OzGrav-Swinburne O echipă de oameni de știință internaționali, condusă de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.