類似于晶體管的發明:已經創造了最小的量子光探測器

探索點小小科技 2024-05-22 01:33:14
類似于晶體管的發明:已經創造了最小的量子光探測器——它將有助于擴展量子計算機

英國布裏斯托大學的研究人員開發了世界上最小的硅芯片量子光探測器。比人類頭發還細的探測器可以幫助擴展量子技術的實施,以創建強大的計算平台。

圖片來源:布裏斯托大學

在他們的研究中,科學家們解決了三個兩個相關的問題:減小探測器的尺寸,減少量子噪聲(量子不確定性)的影響,並使平台適應現代芯片的大規模生産。傳感器越小,工作速度越快,但與此同時,電子噪聲的影響增加,從而降低了靈敏度。還有必要考慮生産傳感器的可能技術流程,使其在經濟上有利可圖且價格合理。

英國科學家將他們的發展與上世紀50年代晶體管的發明進行了比較,後者迅速加速了電子和計算機技術的發展。與真空管相比,半導體元件的微型化徹底改變了行業,並改變了其中的一切。開發人員認爲,新的量子光探測器可以爲光學量子系統提供相同的服務。

硅芯片內置的新型量子光探測器尺寸爲 80 × 220 μm(光敏元件本身甚至更小)。科學家說,它的工作速度比類似物快10倍,並且對量子噪聲的靈敏度很高。這不僅對于量子平台很重要,而且對于此類探測器的其他應用也很重要。例如,它們用于引力波天文台,在那裏它們可以檢測光信號的相位和振幅的最微小偏差,這可以提高系統的靈敏度,記錄更多與引力波誕生相關的事件,並且做得更准確。

“我們在商用芯片制造廠制造了探測器,使其應用更加實惠。雖然我們對一系列量子技術的應用感到非常興奮,但作爲一個社區,我們必須繼續應對量子技術可擴展生産的挑戰。如果不展示量子設備的真正可擴展生産,量子技術的影響和好處將被延遲和限制,“主要作者Jonathan Matthews教授說。

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