Chip super hibrida fotonika, elektronika, dan kuantum.

Chip hibrida pertama antara fotonika, elektronika, dan kuantum. Foto: Universitas Boston .

Menurut penelitian yang diterbitkan di Nature Electronics , para peneliti dari Boston University, UC Berkeley, dan Northwestern University telah membuat terobosan dengan menciptakan "pabrik cahaya kuantum" mini pada sebuah chip silikon berukuran 1 mm2.

Lebih spesifiknya, chip khusus ini dibangun menggunakan proses manufaktur CMOS 45nm standar — proses yang sama yang digunakan untuk prosesor populer seperti x86 dan ARM, membawa perangkat keras kuantum selangkah lebih dekat ke dunia produksi massal.

Selain itu, terobosan ini dapat membuka jalan bagi komputasi kuantum yang dapat diskalakan dan tidak memerlukan pengaturan terpisah, melainkan mengandalkan teknik produksi massal.

Tom's Hardware menyamakan chip tersebut dengan prototipe untuk lini manufaktur kuantum masa depan, dengan 12 cincin silikon kecil yang disebut "resonator mikro-cincin."

Setiap cincin aktif bertindak sebagai generator pasangan foton dengan sifat kuantum yang unik. Pasangan foton ini adalah jantung dari banyak teknologi kuantum, tetapi produksinya biasanya membutuhkan perangkat laboratorium yang rapuh. Dengan penemuan baru ini, pasangan foton tersebut dapat dibuat langsung pada sebuah chip hanya dengan ujung jari.

Selain itu, detail penting lainnya adalah bahwa chip ini tidak hanya menghasilkan cahaya kuantum, tetapi juga membantu menjaga agar cahaya tersebut tetap stabil.

Resonator cincin mikro sangat kuat tetapi tidak stabil. Perubahan kecil pada suhu atau karakteristik manufaktur dapat menyebabkan resonator tersebut kehilangan keselarasan dan mengganggu aliran foton.

Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti membangun sistem umpan balik langsung ke dalam chip, dengan setiap resonator memiliki fotodioda kecil untuk memantau kinerja, bersama dengan elemen pemanas miniatur dan rangkaian kontrol yang melakukan penyesuaian secara instan.

Pendekatan penyetelan otomatis ini memungkinkan ke-12 resonator bekerja bersama dalam sinkronisasi sempurna, tanpa memerlukan peralatan penstabil yang besar.

“Ini adalah langkah kecil namun penting. Ini menunjukkan bahwa kita dapat membangun sistem kuantum yang stabil dan dapat diulang dalam lingkungan produksi industri,” kata Miloš Popović, profesor madya di Universitas Boston dan salah satu penulis studi tersebut.

Sumber: https://znews.vn/sieu-chip-lai-giua-quang-tu-dien-tu-va-luong-tu-post1570960.html