Detektor Cahaya Quantum Super Cepat membuka jalan bagi Komputer Quantum Kinerja Tinggi

Detektor terintegrasi menggabungkan chip foton silikon dengan chip mikroelektronik silikon, memberikan kecepatan lanjutan dalam deteksi cahaya kuantum. Kredit: Universitas Bristol

Para peneliti telah mengembangkan perangkat kecil yang membuka jalan bagi komputer kuantum dan komunikasi kuantum berkinerja lebih tinggi, membuatnya jauh lebih cepat daripada yang terbaru.

Peneliti Bristol telah mengembangkan perangkat kecil yang membuka jalan bagi komputer kuantum dan komunikasi kuantum berkinerja lebih tinggi, membuatnya jauh lebih cepat daripada yang terbaru.

Circadians dari Universitas BristolQuantum Engineering Technology Labs (QET Labs) dan University of Côte d’Azur telah membuat miniatur detektor cahaya baru untuk mengukur karakteristik kuantum cahaya secara lebih detail daripada sebelumnya. Perangkat, yang terbuat dari dua chip silikon yang bekerja bersama, digunakan untuk mengukur sifat unik cahaya kuantum yang “diperas” pada kecepatan tinggi.

Memanfaatkan sifat unik fisika kuantum menjanjikan jalan baru untuk mengatasi teknologi canggih saat ini dalam komputasi, komunikasi, dan pengukuran. Silicon photonics – di mana cahaya digunakan sebagai pembawa informasi dalam mikro-chip silikon – adalah jalur yang menarik menuju teknologi generasi mendatang ini.

“Cahaya yang diperas memiliki efek kuantum yang sangat berguna. Ini dapat digunakan dalam komunikasi kuantum dan komputer kuantum dan telah digunakan oleh u LIGO dan pengamat gelombang gravitasi Virgo untuk meningkatkan kepekaan mereka, membantu mendeteksi peristiwa astronomi yang eksotis seperti lubang hitam merger. Jadi, meningkatkan cara kami mengukurnya dapat berdampak besar, ”kata Joel Tasker, rekan penulis utama.

Pengukuran cahaya yang diperas membutuhkan detektor yang dirancang untuk gangguan elektronik ultra rendah, untuk mendeteksi karakteristik kuantum cahaya yang lemah. Tetapi detektor semacam itu sejauh ini terbatas pada kecepatan sinyal yang dapat diukur – sekitar satu miliar siklus per detik.

“Ini berdampak langsung pada kecepatan pemrosesan teknologi informasi yang muncul seperti komputer optik dan komunikasi dengan tingkat cahaya yang sangat rendah. Semakin tinggi bandwidth detektor Anda, semakin cepat Anda dapat melakukannya.” menghitung dan mengirimkan informasi, ”kata penulis bersama Jonathan Frazer.

Detektor terintegrasi sejauh ini telah direkam pada urutan besarnya lebih cepat daripada keadaan seni sebelumnya, dan tim sedang bekerja untuk menyempurnakan teknologi agar dapat bekerja lebih cepat.

Jejak detektor kurang dari satu milimeter persegi – ukuran kecil ini memungkinkan kinerja detektor berkecepatan tinggi. Detektor dibangun di mikroelektronika silikon dan chip silikon fotonik.

Di seluruh dunia, para peneliti telah mempelajari cara mengintegrasikan fotonik kuantum pada sebuah chip untuk mendemonstrasikan fabrikasi yang dapat diskalakan.

“Sebagian besar fokus telah berada pada bagian kuantum, tetapi sekarang kami telah mulai mengintegrasikan antarmuka antara fotonik kuantum dan pembacaan listrik. Ini diperlukan agar seluruh arsitektur kuantum bekerja secara efektif. Untuk deteksi homogen, pendekatan skala chip memberikan perangkat dengan footprint kecil untuk manufaktur massal, dan yang lebih penting lagi memberikan peningkatan kinerja, ”kata Profesor Jonathan Matthews, yang memimpin proyek tersebut.

Referensi: “Silikon fotonik yang dihubungkan dengan elektronik terintegrasi untuk pengukuran cahaya terkompresi 9 GHz” oleh Tasker, J. et al., 9 November 2020, Photonics of Nature.
DOI: 10.1038 / s41566-020-00715-5

Dukungan untuk pekerjaan ini termasuk dari hibah awal dari Matthews European Research Council ERC-2018-STG 803665 “Photonics for Quantum Enhanced Engineering”, yang bertujuan untuk kemampuan deteksi kuantum yang ditingkatkan pada chip dan dari Dewan Riset Teknik dan Ilmu Fisika yang mendanai beasiswa dari penulis utama Joel Tasker dan Jonathan Frazer. Semua sumber pendanaan dijelaskan di seluruh dokumen.

Quantum Engineering Technology Laboratories (QET Labs) di Universitas Bristol diluncurkan pada bulan April 2015 dan mencakup aktivitas oleh lebih dari 100 akademisi, staf, dan mahasiswa. Ini menyatukan aktivitas kuantum yang lebih luas dan aktivitas terkait di Bristol untuk memaksimalkan peluang penemuan ilmiah baru yang mendukung pengembangan teknik dan teknologi.

Pusat Rekayasa Kuantum yang didanai EPSRC di Bristol menawarkan pengalaman pelatihan dan pengembangan yang luar biasa bagi mereka yang ingin mengejar karir di industri teknologi kuantum yang sedang berkembang atau di akademisi. Ini mendukung pemahaman prinsip-prinsip ilmiah fundamental yang kokoh dan aplikasi praktisnya untuk tantangan dunia nyata.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

Eksplorasi pertama arus laut di bawah “Doomsday Glacier” memicu kekhawatiran

Untuk pertama kalinya, para peneliti dapat memperoleh data di bawah Gletser Thwaites, yang juga dikenal sebagai "Gletser Hari Kiamat". Mereka menemukan bahwa pasokan...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Newsletter

Subscribe to stay updated.