Teknologia berria.fotodetektagailu kuantikoa
Munduko siliziozko txip kuantiko txikienafotodetektagailu
Duela gutxi, Erresuma Batuko ikerketa-talde batek aurrerapen garrantzitsua egin du teknologia kuantikoaren miniaturizazioan, munduko fotodetektagailu kuantiko txikiena siliziozko txip batean integratu baitute. "Bi-CMOS zirkuitu fotoniko integratu elektronikoko argi-detektagailu kuantiko" izeneko lana Science Advances aldizkarian argitaratu da. 1960ko hamarkadan, zientzialari eta ingeniariek lehen aldiz transistoreak txikitu zituzten mikrotxip merkeagoetan, informazioaren aroa hasi zuen berrikuntza bat. Orain, zientzialariek lehen aldiz frogatu dute giza ile bat baino meheagoak diren fotodetektagailu kuantikoen integrazioa siliziozko txip batean, argia erabiltzen duen teknologia kuantikoaren aro batera urrats bat hurbilduz. Informazio-teknologia aurreratuaren hurrengo belaunaldia gauzatzeko, errendimendu handiko ekipamendu elektroniko eta fotonikoen fabrikazioa eskala handian da oinarria. Teknologia kuantikoa dauden instalazio komertzialetan fabrikatzea etengabeko erronka da unibertsitate-ikerketarako eta mundu osoko enpresentzat. Errendimendu handiko hardware kuantikoa eskala handian fabrikatzeko gai izatea ezinbestekoa da konputazio kuantikorako, ordenagailu kuantiko bat eraikitzeko ere osagai kopuru handia behar baita.
Erresuma Batuko ikertzaileek 80 mikroi x 220 mikroi-ko zirkuitu integratuaren azalera duen fotodetektagailu kuantiko bat erakutsi dute. Tamaina txiki horrek fotodetektagailu kuantikoak oso azkarrak izatea ahalbidetzen du, eta hori ezinbestekoa da abiadura handiko detektagailuak lortzeko.komunikazio kuantikoaeta ordenagailu kuantiko optikoen funtzionamendu azkarra ahalbidetzea. Fabrikazio-teknika finkatuak eta komertzialki eskuragarriak erabiltzeak beste teknologia-arlo batzuetan, hala nola sentsoreetan eta komunikazioetan, aplikazio goiztiarra errazten du. Detektagailu horiek optika kuantikoko aplikazio ugaritan erabiltzen dira, giro-tenperaturan funtziona dezakete eta egokiak dira komunikazio kuantikoetarako, sentsore oso sentikorretarako, hala nola grabitazio-uhinen detektagailu aurreratuenetarako, eta ordenagailu kuantiko batzuen diseinuan.
Detektagailu hauek azkarrak eta txikiak diren arren, oso sentikorrak ere badira. Argi kuantikoa neurtzeko gakoa zarata kuantikoarekiko sentikortasuna da. Mekanika kuantikoak zarata maila txiki-txikiak sortzen ditu sistema optiko guztietan. Zarata honen portaerak sisteman transmititzen den argi kuantiko motari buruzko informazioa agerian uzten du, sentsore optikoaren sentikortasuna zehaztu dezake eta egoera kuantikoa matematikoki berreraikitzeko erabil daiteke. Ikerketak erakutsi zuen detektagailu optikoa txikiagoa eta azkarragoa egiteak ez zuela egoera kuantikoak neurtzeko sentikortasuna oztopatzen. Etorkizunean, ikertzaileek beste hardware kuantiko disruptibo batzuk txiparen eskalan integratzeko asmoa dute, eta sistema berriaren eraginkortasuna are gehiago hobetzeko...detektagailu optikoa, eta hainbat aplikaziotan probatu. Detektagailua eskuragarriago egon dadin, ikerketa-taldeak komertzialki eskuragarri dauden iturri-makinak erabiliz fabrikatu zuen. Hala ere, taldeak azpimarratzen du ezinbestekoa dela teknologia kuantikoarekin eskalagarria den fabrikazioaren erronkei aurre egiten jarraitzea. Benetan eskalagarria den hardware kuantikoen fabrikazioa frogatu gabe, teknologia kuantikoaren eragina eta onurak atzeratu eta mugatu egingo dira. Aurrerapen honek urrats garrantzitsua markatzen du eskala handiko aplikazioak lortzeko bideanteknologia kuantikoa, eta konputazio kuantikoaren eta komunikazio kuantikoaren etorkizuna aukera amaigabez beteta dago.
2. irudia: Gailuaren printzipioaren eskema.
Argitaratze data: 2024ko abenduak 3