Ultra-kvantový detektor světla připravuje cestu pro vysoce kvalitní kvantové počítače

Integrovaný detektor kombinuje křemíkový fotonový čip s křemíkovým mikroelektronickým čipem pro pokročilou detekci kvantového světla. Půjčka University of Bristol

Vědci vyvinuli malé zařízení, které připravuje půdu pro kvantovou komunikaci výkonnějších kvantových počítačů,, díky čemuž jsou výrazně rychlejší než dnes.

Vědci v Bristolu vyvinuli malé zařízení, které připravuje cestu pro výkonnější kvantové počítače, díky nimž jsou podstatně rychlejší než dnes.

Výzkumní pracovníci: University of BristolSpolečnost Quantum Engineering Laboratories (QET Laboratories) և Côte d’Ivoire vyvinula nový miniaturní detektor světla, který měří kvantové vlastnosti světla podrobněji než kdy dříve. Zařízení, které bylo vyrobeno ze dvou silikonových čipů spolupracujících, bylo použito k měření jedinečných vlastností kvantového světla „vymačkaného“ při rekordních rychlostech.

Využití jedinečných vlastností kvantové fyziky slibuje nové způsoby, jak překonat současný stav techniky v oblasti výpočetní techniky, komunikace a měření. Křemíková fotonika, kde se světlo používá jako nosič informací v křemíkových mikročipech, je vzrušujícím způsobem pro tuto novou generaci technologií.

„Stlačené světlo je kvantový efekt, který je velmi užitečný. Může být použit v kvantové komunikaci ներում v kvantových počítačích և, které již FS používá LIGO: և Observatoře gravitačních vln Panny s cílem zlepšit jejich citlivost tím, že pomáhají detekovat exotické astronomické události, jako jsou Černá díra fúze. Takže zlepšení způsobu, jakým to měříme, může mít velký dopad, “řekl El Oel Tasker, spoluzakladatel.

Měření stlačeného světla vyžaduje k detekci slabých kvantových vlastností světla detektory určené pro extrémně nízký elektronický šum. Ale takové detektory byly doposud omezeny rychlostí signálů, kterou lze měřit rychlostí přibližně tisíce milionů cyklů za sekundu.

„To přímo ovlivňuje rychlost vývoje informačních technologií, jako jsou optické počítače a komunikace s velmi nízkou úrovní světla. Čím vyšší je šířka pásma vašeho detektoru, tím rychleji můžete vypočítat a přenášet informace, “řekl spoluautor Jon Onathan Fraser.

Integrovaný detektor doposud šel rychleji než jeho předchozí úroveň umění a tým pracuje na vylepšení technologie ještě rychleji.

Stopa detektoru je menší než čtvereční milimetr. Tato malá velikost umožňuje výkon vysokorychlostního detektoru. Detektor je vyroben z křemíkové mikroelektroniky – křemíkový fotonický čip.

Vědci z celého světa studovali, jak integrovat kvantovou fotoniku na čip, aby předvedli hromadnou výrobu.

„Většina pozornosti byla zaměřena na kvantovou část, ale nyní začínáme integrovat rozhraní do„ elektrického čtení “kvantových fotonů. To je nezbytné pro efektivní fungování celé kvantové architektury. Výsledkem přístupu k detekci homodinu v čipovém měřítku je zařízení pro masovou výrobu s malou stopou, která může zvyšovat výkon, “uvedl profesor Jon Onathan Matthews, který projekt vedl.

Odkaz. „Pro měření 9 GHz stlačeného světla s elektronikou integrovanou s křemíkovým fotonovým rozhraním“, Tasker, J. a kol., 2020. 9. listopadu Fotonika přírody,
DOI: 10.1038 / s41566-020-00715-5:

Podpora této práce zahrnuje grant Evropské rady pro výzkum Matthews, ERC-2018-STG 803665 „Photonics for Engineered Quantum Enhanced Measurement“, zaměřený na vylepšené kvantové senzorické schopnosti na čipu , která spolufinancovala studentská stipendia hlavních autorů El Oel Tasker և Jon Onathan Fraser. Všechny zdroje financování jsou plně popsány v příspěvku.

University of Bristol Quantum Engineering Technology Laboratories (QET Labs) byla zahájena v dubnu 2015 a zahrnuje aktivity více než 100 akademiků, zaměstnanců a studentů. Spojuje širší kvantové aktivity v Bristolu, aby maximalizoval potenciál nových vědeckých objevů založených na inženýrství a technologickém vývoji.

Centrum pro doktorské vzdělávání Quantum Engineering v Bristolu financované z EPSRC nabízí výjimečné zkušenosti s výcvikem a vývojem pro ty, kteří chtějí pokračovat v kariéře v rozvíjejícím se odvětví kvantové technologie nebo na akademické půdě. Podporuje porozumění základním vědeckým principům a jejich praktické aplikaci na skutečné výzvy.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Lipidy na membráně mozkových buněk jsou kvůli léčbě Alzheimerovy choroby většinou přehlíženy

Byly vytvořeny vazby mezi lipidovou nerovnováhou a onemocněním, kdy změny lipidů zvyšují tvorbu amyloidových plaků, což je rys Alzheimerovy choroby. Tato nerovnováha inspirovala...

Astrofyzici jsou překvapeni neočekávanými účinky černých děr mimo jejich vlastní galaxie

Umělecká kompozice supermasivní černé díry, která reguluje vývoj jejího prostředí. Autor obrázku: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) a Dylan Nelson (Illustris-TNG) Ve středu téměř každé...

Největší australský dinosaurus – jižní titán – právě vstoupil do knih rekordů!

Australotitan cooperensis, „Southern Titan of the Cooper“. Fotografický kredit: Vlad Konstantinov, Scott Hocknull © Eromanga Natural History Museum Co je to basketbalové hřiště tak...

„Paralelní reaktory“ na bázi fotonických krystalových vláken odhalují kolektivní analogie hmotných a solitárních molekul

A. Schéma paralelních optických solitonových reaktorů založené na dutině prstencového vláknového laseru s režimem blokování. Časová optomechanická (OM) mříž umožněná fotonickými krystalovými...

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Newsletter

Subscribe to stay updated.