पहली क्वांटम चिप जो प्रकाश उत्पन्न और स्थिर करती है

पहली बार, अमेरिकी वैज्ञानिकों ने एक सिलिकॉन चिप बनाई है जो क्वांटम प्रकाश उत्पन्न और नियंत्रित कर सकती है, जिससे क्वांटम प्रौद्योगिकी के व्यावसायीकरण के लिए एक महत्वपूर्ण मोड़ सामने आया है।

पहली बार, वैज्ञानिकों ने एक ही सूक्ष्म सिलिकॉन चिप पर एक क्वांटम प्रकाश स्रोत (फोटोनिक्स) और एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण परिपथ को सफलतापूर्वक एकीकृत किया है। केवल 1 मिमी² चौड़ी यह चिप, क्वांटम फोटॉन युग्म उत्पन्न करने और वास्तविक समय में सिग्नल को समायोजित करने में सक्षम है - जो माइक्रोचिप प्रौद्योगिकी उद्योग में अभूतपूर्व है।

यह अभूतपूर्व कार्य अमेरिका के तीन प्रमुख विश्वविद्यालयों: नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय, कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय - बर्कले (यूसी बर्कले) और बोस्टन विश्वविद्यालय (बीयू) की एक अंतःविषयक अनुसंधान टीम द्वारा किया गया था। इस चिप का निर्माण एक व्यावसायिक सेमीकंडक्टर फाउंड्री में एक मानक सीएमओएस प्रक्रिया का उपयोग करके किया गया था, जो आज सामान्य प्रयोजन वाले कंप्यूटर चिप्स बनाने में उपयोग की जाने वाली तकनीक के समान है।

माइक्रोस्कोप के तहत क्वांटम प्रकाश स्रोत और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण सर्किट को एकीकृत करने वाली सिलिकॉन चिप।

पहले की तरह भारी-भरकम उपकरणों और विशेष रूप से सुसज्जित प्रयोगशालाओं की आवश्यकता के बजाय, यह नई चिप कई सूक्ष्म घटकों: रिंग रेज़ोनेटर, फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर और थर्मल फीडबैक सर्किट को एक साथ एकीकृत करके क्वांटम प्रकाश उत्पन्न और नियंत्रित कर सकती है। जब चिप की सतह पर उकेरे गए रेज़ोनेटर रिंग्स पर लेज़र की रोशनी डाली जाती है, तो यह क्वांटम उलझाव वाले फोटॉन के जोड़े बनाता है, जो प्रकाश के क्यूबिट्स का आधार है।

पिछले सिस्टम, जो तापमान के प्रति संवेदनशील और गड़बड़ी के प्रति संवेदनशील होते हैं, के विपरीत, यह चिप एक अंतर्निहित फीडबैक तंत्र की बदौलत स्वयं-अंशांकन कर सकती है। सेंसर प्रकाश स्रोत की निरंतर निगरानी करेंगे और इष्टतम स्थिति सुनिश्चित करने के लिए हीटर को संकेत भेजेंगे। यह पूरी प्रक्रिया बिना किसी बाहरी उपकरण की सहायता के सीधे चिप पर ही होती है।

इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि चिप का निर्माण 45nm CMOS प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है - जिसका अर्थ है कि किसी समर्पित फ़ैब्रिकेशन की आवश्यकता नहीं है, निर्माण लागत कम है और मापनीयता उच्च है। क्वांटम तकनीक के लिए प्रायोगिक परिवेश से बाहर निकलकर बड़े पैमाने पर व्यावसायीकरण की दिशा में यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण कदम है।

एकीकृत डिजाइन क्वांटम चिप को सहायक उपकरण की आवश्यकता के बिना सटीक रूप से संचालित करने में सक्षम बनाता है।

तीन तकनीकी क्षेत्रों: शास्त्रीय इलेक्ट्रॉनिक्स, फोटोनिक्स और क्वांटम – जिन्हें पारंपरिक रूप से अलग-अलग विकसित किया गया है – के संयोजन ने एक एकीकृत और कुशल वास्तुकला का निर्माण किया है। अनुसंधान दल ने शुरू से ही मिलकर डिज़ाइन किया ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सभी घटक संगत हों और एक साथ काम करें, जिससे चिप को सटीक और स्थिर रूप से संचालित करने में मदद मिले।

कॉम्पैक्टनेस, स्व-संचालन क्षमता और उत्पादन में आसानी जैसे उत्कृष्ट लाभों के साथ, यह क्वांटम चिप कई व्यावहारिक अनुप्रयोगों का आधार बनेगी: एंटी-ईव्सड्रॉपिंग संचार नेटवर्क, नई पीढ़ी के मेडिकल सेंसर से लेकर क्वांटम प्रोसेसिंग सिस्टम तक, जो भविष्य में सुपर कंप्यूटरों की जगह ले सकते हैं।

यह इस बात का भी संकेत है कि क्वांटम कंप्यूटिंग धीरे-धीरे अनुसंधान और अनुप्रयोग के बीच की सीमा को पार कर रही है। इस चिप का सफल निर्माण न केवल एक तकनीकी मील का पत्थर है, बल्कि क्वांटम तकनीकों को वास्तविक दुनिया में लाने की दिशा में एक रणनीतिक कदम भी है।

स्रोत: https://khoahocdoisong.vn/con-chip-luong-tu-dau-tien-tu-tao-va-on-dinh-anh-sang-post1554962.html