नयाँ प्रविधिकोक्वान्टम फोटोडिटेक्टर
संसारको सबैभन्दा सानो सिलिकन चिप क्वान्टमफोटोडिटेक्टर
हालै, संयुक्त अधिराज्यको एक अनुसन्धान टोलीले क्वान्टम प्रविधिको लघुकरणमा महत्त्वपूर्ण सफलता हासिल गरेको छ, उनीहरूले विश्वको सबैभन्दा सानो क्वान्टम फोटोडिटेक्टरलाई सिलिकन चिपमा सफलतापूर्वक एकीकृत गरेका छन्। "ए बाय-सीएमओएस इलेक्ट्रोनिक फोटोनिक इन्टिग्रेटेड सर्किट क्वान्टम लाइट डिटेक्टर" शीर्षकको यो काम साइन्स एडभान्सेसमा प्रकाशित भएको छ। १९६० को दशकमा, वैज्ञानिकहरू र इन्जिनियरहरूले पहिलो पटक सस्तो माइक्रोचिपहरूमा ट्रान्जिस्टरहरूलाई लघुकरण गरे, जुन सूचना युगको सुरुवात थियो। अब, वैज्ञानिकहरूले पहिलो पटक सिलिकन चिपमा मानव कपालभन्दा पातलो क्वान्टम फोटोडिटेक्टरहरूको एकीकरण प्रदर्शन गरेका छन्, जसले हामीलाई प्रकाश प्रयोग गर्ने क्वान्टम प्रविधिको युगको एक कदम नजिक ल्याएको छ। उन्नत सूचना प्रविधिको अर्को पुस्तालाई साकार पार्न, उच्च-प्रदर्शन इलेक्ट्रोनिक र फोटोनिक उपकरणहरूको ठूलो मात्रामा निर्माण जग हो। अवस्थित व्यावसायिक सुविधाहरूमा क्वान्टम प्रविधि निर्माण गर्नु विश्वविद्यालय अनुसन्धान र विश्वभरका कम्पनीहरूको लागि निरन्तर चुनौती हो। क्वान्टम कम्प्युटिङको लागि ठूलो मात्रामा उच्च-प्रदर्शन क्वान्टम हार्डवेयर निर्माण गर्न सक्षम हुनु महत्त्वपूर्ण छ, किनकि क्वान्टम कम्प्युटर निर्माण गर्न पनि ठूलो संख्यामा कम्पोनेन्टहरू चाहिन्छ।
संयुक्त अधिराज्यका अनुसन्धानकर्ताहरूले केवल ८० माइक्रोन गुणा २२० माइक्रोनको एकीकृत सर्किट क्षेत्रफल भएको क्वान्टम फोटोडिटेक्टर प्रदर्शन गरेका छन्। यति सानो आकारले क्वान्टम फोटोडिटेक्टरहरूलाई धेरै छिटो हुन अनुमति दिन्छ, जुन उच्च-गति अनलक गर्न आवश्यक छ।क्वान्टम सञ्चारर अप्टिकल क्वान्टम कम्प्युटरहरूको उच्च-गति सञ्चालन सक्षम पार्दै। स्थापित र व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध उत्पादन प्रविधिहरूको प्रयोगले सेन्सिङ र सञ्चार जस्ता अन्य प्रविधि क्षेत्रहरूमा प्रारम्भिक अनुप्रयोगलाई सहज बनाउँछ। यस्ता डिटेक्टरहरू क्वान्टम अप्टिक्समा विभिन्न प्रकारका अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, कोठाको तापक्रममा सञ्चालन गर्न सक्छन्, र क्वान्टम सञ्चार, अत्याधुनिक गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरहरू जस्ता अत्यन्त संवेदनशील सेन्सरहरू, र निश्चित क्वान्टम कम्प्युटरहरूको डिजाइनमा उपयुक्त छन्।
यी डिटेक्टरहरू छिटो र साना भए पनि, तिनीहरू धेरै संवेदनशील पनि छन्। क्वान्टम प्रकाश मापन गर्ने कुञ्जी क्वान्टम आवाजको संवेदनशीलता हो। क्वान्टम मेकानिक्सले सबै अप्टिकल प्रणालीहरूमा सानो, आधारभूत स्तरको आवाज उत्पादन गर्दछ। यो आवाजको व्यवहारले प्रणालीमा प्रसारित क्वान्टम प्रकाशको प्रकारको बारेमा जानकारी प्रकट गर्दछ, अप्टिकल सेन्सरको संवेदनशीलता निर्धारण गर्न सक्छ, र क्वान्टम अवस्थालाई गणितीय रूपमा पुनर्निर्माण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। अध्ययनले देखाएको छ कि अप्टिकल डिटेक्टरलाई सानो र छिटो बनाउनाले क्वान्टम अवस्थाहरू मापन गर्न यसको संवेदनशीलतामा बाधा पुगेको छैन। भविष्यमा, अनुसन्धानकर्ताहरूले अन्य विघटनकारी क्वान्टम प्रविधि हार्डवेयरलाई चिप स्केलमा एकीकृत गर्ने योजना बनाएका छन्, नयाँको दक्षतामा अझ सुधार गर्ने।अप्टिकल डिटेक्टर, र यसलाई विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा परीक्षण गर्नुहोस्। डिटेक्टरलाई अझ व्यापक रूपमा उपलब्ध गराउन, अनुसन्धान टोलीले व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध फाउन्टेनरहरू प्रयोग गरेर यसलाई निर्माण गर्यो। यद्यपि, टोलीले जोड दिन्छ कि क्वान्टम प्रविधिको साथ स्केलेबल उत्पादनको चुनौतीहरूलाई सम्बोधन गर्न जारी राख्नु महत्त्वपूर्ण छ। साँच्चै स्केलेबल क्वान्टम हार्डवेयर निर्माण प्रदर्शन नगरी, क्वान्टम प्रविधिको प्रभाव र फाइदाहरू ढिलो र सीमित हुनेछन्। यो सफलताले ठूलो मात्रामा अनुप्रयोगहरू प्राप्त गर्ने दिशामा महत्त्वपूर्ण कदमलाई चिन्ह लगाउँछ।क्वान्टम प्रविधि, र क्वान्टम कम्प्युटिङ र क्वान्टम कम्युनिकेसनको भविष्य अनन्त सम्भावनाहरूले भरिपूर्ण छ।
चित्र २: उपकरण सिद्धान्तको योजनाबद्ध रेखाचित्र।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-०३-२०२४