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광자학, 전자공학, 양자학을 결합한 최초의 하이브리드 칩. 사진: 보스턴 대학교 . |
Nature Electronics 에 게재된 연구에 따르면, 보스턴 대학, UC 버클리, 노스웨스턴 대학의 연구진은 1mm2 실리콘 칩에 소형화된 "양자 빛 공장"을 만들어 획기적인 성과를 거두었습니다.
더욱 독특한 점은 이 특정 칩이 x86 및 ARM과 같은 널리 사용되는 프로세서에 사용되는 것과 동일한 표준 45nm CMOS 제조 공정을 사용하여 제작되었다는 점입니다. 이를 통해 양자 하드웨어가 대량 생산에 한 걸음 더 가까워졌습니다.
또한, 이 획기적인 기술은 맞춤형 설정이 필요 없고 대신 대량 생산 기술에 의존하는 확장 가능한 양자 컴퓨팅의 길을 열어줄 수도 있습니다.
톰스 하드웨어는 이 칩을 12개의 작은 실리콘 링으로 이루어진 "마이크로링 공진기"라는 미래 양자 제조 라인의 프로토타입에 비유했습니다.
각 활성 링은 고유한 양자 특성을 가진 광자 쌍을 생성하는 역할을 합니다. 이러한 광자 쌍은 많은 양자 기술의 핵심이지만, 일반적으로 이를 생산하려면 취약한 실험실 장비가 필요합니다. 이번 새로운 발견을 통해 손가락 하나로 칩에서 직접 광자 쌍을 생성할 수 있습니다.
또한 주목할 점은 이 칩이 양자광을 생성할 뿐만 아니라, 그 빛을 안정적으로 유지하는 데 도움을 준다는 것입니다.
마이크로링 공진기는 견고하지만 불안정합니다. 온도나 제조 특성의 작은 변화만으로도 조율이 깨지고 광자 흐름이 중단될 수 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해 연구진은 칩에 직접 피드백 시스템을 구축했습니다. 각 공진기에는 성능을 모니터링하는 작은 광전 다이오드, 즉각적인 조정이 가능한 소형 가열 요소 및 제어 회로가 장착되었습니다.
이러한 자체 조정 방식을 사용하면 12개의 공진기가 모두 완벽한 동기화를 이루어 작동할 수 있으며, 부피가 큰 안정화 장비가 필요하지 않습니다.
"이것은 작지만 중요한 진전입니다. 산업 생산 환경에서 안정적이고 반복 가능한 양자 시스템을 구축하는 것이 가능함을 보여줍니다."라고 보스턴 대학교 부교수이자 이 연구의 공동 저자인 밀로시 포포비치는 말했습니다.
출처: https://znews.vn/sieu-chip-lai-giua-quang-tu-dien-tu-va-luong-tu-post1570960.html
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