क्वान्टम फोटोडिटेक्टरको नयाँ प्रविधि

को नयाँ प्रविधिक्वान्टम फोटोडिटेक्टर

संसारको सबैभन्दा सानो सिलिकन चिप क्वान्टमफोटो डिटेक्टर

भर्खरै, युनाइटेड किंगडमको एक अनुसन्धान टोलीले क्वान्टम टेक्नोलोजीको लघुकरणमा महत्त्वपूर्ण सफलता हासिल गरेको छ, उनीहरूले सफलतापूर्वक सिलिकन चिपमा संसारको सबैभन्दा सानो क्वान्टम फोटोडेटेक्टर एकीकृत गरे। काम, शीर्षक "A Bi-CMOS इलेक्ट्रोनिक फोटोनिक एकीकृत सर्किट क्वान्टम प्रकाश डिटेक्टर," विज्ञान अग्रिम मा प्रकाशित छ। 1960 मा, वैज्ञानिकहरू र इन्जिनियरहरूले पहिलो पटक सस्तो माइक्रोचिपहरूमा ट्रान्जिस्टरहरू लघुकरण गरे, एक नवीनता जसले सूचना युगको सुरुवात गर्‍यो। अब, वैज्ञानिकहरूले पहिलो पटक सिलिकन चिपमा मानव कपालभन्दा पातलो क्वान्टम फोटोडेटेक्टरहरूको एकीकरण प्रदर्शन गरेका छन्, जसले हामीलाई प्रकाश प्रयोग गर्ने क्वान्टम प्रविधिको युगको एक कदम नजिक ल्यायो। उन्नत सूचना प्रविधिको अर्को पुस्तालाई महसुस गर्न, उच्च प्रदर्शनको इलेक्ट्रोनिक र फोटोनिक उपकरणहरूको ठूलो मात्रामा निर्माण जग हो। अवस्थित व्यावसायिक सुविधाहरूमा क्वान्टम टेक्नोलोजी निर्माण गर्नु विश्वभरका विश्वविद्यालय अनुसन्धान र कम्पनीहरूको लागि निरन्तर चुनौती हो। ठूलो मात्रामा उच्च-प्रदर्शन क्वान्टम हार्डवेयर निर्माण गर्न सक्षम हुनु क्वान्टम कम्प्युटिङको लागि महत्त्वपूर्ण छ, किनभने क्वान्टम कम्प्युटर निर्माण गर्न पनि ठूलो संख्यामा कम्पोनेन्टहरू चाहिन्छ।

युनाइटेड किंगडमका अन्वेषकहरूले मात्र 80 माइक्रोन बाइ 220 माइक्रोनको एकीकृत सर्किट क्षेत्र भएको क्वान्टम फोटोडिटेक्टर प्रदर्शन गरेका छन्। यस्तो सानो आकारले क्वान्टम फोटोडिटेक्टरहरूलाई धेरै छिटो हुन अनुमति दिन्छ, जुन उच्च-गति अनलक गर्न आवश्यक छ।क्वान्टम संचारर अप्टिकल क्वान्टम कम्प्युटरहरूको उच्च-गति सञ्चालन सक्षम गर्दै। स्थापित र व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध उत्पादन प्रविधिहरूको प्रयोगले सेन्सिङ र सञ्चार जस्ता अन्य प्रविधि क्षेत्रहरूमा प्रारम्भिक अनुप्रयोगलाई सहज बनाउँछ। त्यस्ता डिटेक्टरहरू क्वान्टम अप्टिक्समा विभिन्न प्रकारका अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, कोठाको तापक्रममा काम गर्न सक्छ, र क्वान्टम सञ्चारका लागि उपयुक्त हुन्छ, अति संवेदनशील सेन्सरहरू जस्तै अत्याधुनिक गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरहरू, र निश्चित क्वान्टमको डिजाइनमा। कम्प्युटरहरू।

यद्यपि यी डिटेक्टरहरू छिटो र साना छन्, तिनीहरू पनि धेरै संवेदनशील छन्। क्वान्टम प्रकाश नाप्ने कुञ्जी क्वान्टम आवाजको संवेदनशीलता हो। क्वान्टम मेकानिक्सले सबै अप्टिकल प्रणालीहरूमा आवाजको सानो, आधारभूत स्तरहरू उत्पादन गर्दछ। यस आवाजको व्यवहारले प्रणालीमा प्रसारित क्वान्टम प्रकाशको प्रकारको बारेमा जानकारी प्रकट गर्दछ, अप्टिकल सेन्सरको संवेदनशीलता निर्धारण गर्न सक्छ, र क्वान्टम अवस्थालाई गणितीय रूपमा पुन: निर्माण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। अध्ययनले देखाएको छ कि अप्टिकल डिटेक्टरलाई सानो र छिटो बनाउनुले क्वान्टम अवस्थाहरू मापन गर्न यसको संवेदनशीलतामा बाधा पुर्‍याएन। भविष्यमा, अन्वेषकहरूले अन्य विघटनकारी क्वान्टम टेक्नोलोजी हार्डवेयरलाई चिप स्केलमा एकीकृत गर्ने योजना बनाएका छन्, नयाँको दक्षतामा थप सुधार गर्ने।अप्टिकल डिटेक्टर, र विभिन्न विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा परीक्षण गर्नुहोस्। डिटेक्टरलाई अझ व्यापक रूपमा उपलब्ध गराउनको लागि, अनुसन्धान टोलीले यसलाई व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध फाउंटेनरहरू प्रयोग गरेर निर्माण गर्यो। यद्यपि, टोलीले जोड दिन्छ कि क्वान्टम टेक्नोलोजीको साथ स्केलेबल निर्माणको चुनौतीहरूलाई सम्बोधन गर्न जारी राख्न यो महत्त्वपूर्ण छ। साँच्चै स्केलेबल क्वान्टम हार्डवेयर निर्माण प्रदर्शन नगरी, क्वान्टम टेक्नोलोजीको प्रभाव र फाइदाहरू ढिलाइ र सीमित हुनेछन्। यस सफलताले ठूला-ठूला अनुप्रयोगहरू प्राप्त गर्ने दिशामा महत्त्वपूर्ण कदम चिन्ह लगाउँछक्वान्टम प्रविधिर क्वान्टम कम्प्युटिङ र क्वान्टम कम्युनिकेशनको भविष्य अनन्त सम्भावनाहरूले भरिएको छ।

चित्र २: यन्त्र सिद्धान्तको योजनाबद्ध रेखाचित्र।