 |
اولین تراشه هیبریدی بین فوتونیک، الکترونیک و کوانتوم. عکس: دانشگاه بوستون . |
طبق تحقیقات منتشر شده در مجله Nature Electronics ، محققان دانشگاه بوستون، دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و دانشگاه نورث وسترن با ساخت یک "کارخانه نور کوانتومی" مینیاتوری روی یک تراشه سیلیکونی ۱ میلیمتر مربعی، به موفقیت بزرگی دست یافتهاند.
به طور خاص، این تراشه خاص با استفاده از فرآیند تولید استاندارد ۴۵ نانومتری CMOS ساخته شده است - همان فرآیندی که برای پردازندههای محبوبی مانند x86 و ARM استفاده میشود و سختافزار کوانتومی را یک قدم به دنیای تولید انبوه نزدیکتر میکند.
علاوه بر این، این پیشرفت میتواند راه را برای محاسبات کوانتومی مقیاسپذیر هموار کند که نیازی به تنظیمات جداگانه ندارند و در عوض به تکنیکهای تولید انبوه متکی هستند.
شرکت Tom's Hardware این تراشه را به نمونه اولیهای برای خط تولید کوانتومی آینده تشبیه میکند که دارای ۱۲ حلقه سیلیکونی کوچک به نام «تشدیدکنندههای میکرو-حلقه» است.
هر حلقه فعال به عنوان مولد جفت فوتونهایی با خواص کوانتومی منحصر به فرد عمل میکند. این جفت فوتونها نیروی حیاتی بسیاری از فناوریهای کوانتومی هستند، اما تولید آنها معمولاً نیاز به تنظیمات آزمایشگاهی شکنندهای دارد. با این کشف جدید، میتوان آنها را مستقیماً روی یک تراشه و تنها با یک نوک انگشت ایجاد کرد.
همچنین، یک نکته قابل توجه این است که این تراشه نه تنها نور کوانتومی تولید میکند، بلکه به پایدار نگه داشتن آن نور نیز کمک میکند.
تشدیدگرهای ریزحلقه بسیار قدرتمند اما ناپایدار هستند. تغییرات کوچک در دما یا ویژگیهای تولید میتواند باعث شود که آنها از تنظیم خارج شده و جریان فوتون را قطع کنند.
برای حل این مشکل، محققان یک سیستم بازخورد را مستقیماً درون تراشه تعبیه کردند که در آن هر تشدیدگر دارای یک فوتودیود کوچک برای نظارت بر عملکرد، همراه با عناصر گرمایشی مینیاتوری و مدارهای کنترلی است که تنظیمات فوری را انجام میدهند.
این رویکرد خودتنظیم، هر ۱۲ تشدیدگر را قادر میسازد تا بدون نیاز به تجهیزات تثبیتکننده حجیم، در هماهنگی کامل با هم کار کنند.
میلوش پوپوویچ، دانشیار دانشگاه بوستون و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «این یک گام کوچک اما مهم است. این نشان میدهد که ما میتوانیم سیستمهای کوانتومی پایدار و تکرارپذیر را در یک محیط تولید صنعتی بسازیم.»
منبع: https://znews.vn/sieu-chip-lai-giua-quang-tu-dien-tu-va-luong-tu-post1570960.html
نظر (0)