量子光検出器の新しい技術

の新しいテクノロジー量子光検出器

世界最小のシリコンチップ量子光検出器

最近、英国の研究チームは、量子技術の小型化において重要なブレークスルーを行い、世界最小の量子フォトセクターをシリコンチップに統合しました。 「A Bi-CMOS Electronic Photonic Integrated Circut Quantum Light Detector」というタイトルの作品は、Science Advancesに掲載されています。 1960年代、科学者とエンジニアは、最初にトランジスタを安価なマイクロチップに入れて、情報時代を迎えた革新です。今、科学者は、人間の毛よりも薄い量子光検出器のシリコンチップに薄い統合を初めて実証し、光を使用する量子技術の時代に一歩近づくことができました。次世代の高度な情報技術を実現するために、高性能の電子機器とフォトニック機器の大規模な製造が基礎です。既存の商業施設での量子技術の製造は、世界中の大学の研究や企業にとって継続的な課題です。量子コンピューティングには、量子コンピューティングにとって高性能量子ハードウェアを大規模に製造できることが重要です。これは、量子コンピューターを構築することで、多数のコンポーネントが必要です。

英国の研究者は、わずか80ミクロンx 220ミクロンの統合された回路領域を持つ量子光検出器を実証しました。このような小さなサイズにより、量子光検出器は非常に高速になります。これは、高速のロックを解除するために不可欠です量子通信光学量子コンピューターの高速動作を可能にします。確立された市販の製造技術を使用すると、センシングやコミュニケーションなどの他の技術分野への早期適用が促進されます。このような検出器は、量子光学のさまざまなアプリケーションで使用され、室温で動作し、量子通信、最先端の重力波検出器などの非常に敏感なセンサー、および特定の量子コンピューターの設計に適しています。

これらの検出器は高速で小さくなりますが、非常に敏感です。量子光を測定するための鍵は、量子ノイズに対する感度です。量子力学は、すべての光学システムで小さな基本レベルのノイズを生成します。このノイズの動作は、システム内に送信される量子光のタイプに関する情報を明らかにし、光学センサーの感度を決定し、量子状態を数学的に再構築するために使用できます。この研究では、光学検出器を小さく速くすることで、量子状態の測定に対する感度を妨げないことが示されました。将来、研究者は他の破壊的な量子技術ハードウェアをチップスケールに統合し、新しいものの効率をさらに改善することを計画しています光学検出器、およびさまざまなアプリケーションでテストします。検出器をより広く利用できるようにするために、研究チームは市販の噴水を使用してそれを製造しました。ただし、チームは、量子技術を使用したスケーラブルな製造の課題に引き続き対処することが重要であると強調しています。真にスケーラブルな量子ハードウェアの製造を実証することなく、量子技術の影響と利点は遅れて制限されます。このブレークスルーは、の大規模なアプリケーションを達成するための重要なステップを示しています量子技術、そして量子コンピューティングと量子通信の未来は、無限の可能性に満ちています。

図2：デバイスの原則の概略図。