Cip kuantum pertama yang menjana dan menstabilkan cahaya

Buat pertama kalinya, saintis telah berjaya menyepadukan sumber cahaya kuantum (fotonik) dan litar kawalan elektronik pada cip silikon mikroskopik yang sama. Cip ini, hanya 1mm² lebar, mampu menjana pasangan foton kuantum dan melaraskan isyarat dalam masa nyata - sesuatu yang tidak pernah berlaku sebelum ini dalam industri teknologi cip mikro.

Kerja pecah tanah ini telah dijalankan oleh pasukan penyelidik antara disiplin dari tiga universiti terkemuka di AS: Universiti Barat Laut, Universiti California - Berkeley (UC Berkeley) dan Universiti Boston (BU). Cip itu dihasilkan di faundri semikonduktor komersial menggunakan proses CMOS standard, serupa dengan teknologi yang digunakan untuk mengeluarkan cip komputer tujuan umum hari ini.

Cip silikon menyepadukan sumber cahaya kuantum dan litar kawalan elektronik di bawah mikroskop.

Daripada memerlukan peralatan besar dan makmal yang dilengkapi khas seperti sebelum ini, cip baharu boleh menjana dan mengawal cahaya kuantum dengan menyepadukan banyak komponen kecil secara serentak: resonator gelang, penderia fotoelektrik dan litar maklum balas haba. Apabila laser dipancarkan pada cincin resonator yang terukir pada permukaan cip, ia mencipta pasangan foton dengan kuantum kuantum, asas qubit cahaya.

Tidak seperti sistem sebelumnya, yang sensitif kepada suhu dan terdedah kepada gangguan, cip ini boleh menentukur sendiri terima kasih kepada mekanisme maklum balas terbina dalam. Penderia akan terus memantau sumber cahaya dan menghantar isyarat kepada pemanas untuk memastikan keadaan optimum. Keseluruhan proses ini berlaku terus pada cip tanpa sebarang sokongan peranti luaran.

Lebih penting lagi, cip itu dihasilkan menggunakan proses CMOS 45nm - bermakna tiada fabrik khusus diperlukan, kos pembuatan adalah rendah dan kebolehskalaan adalah tinggi. Ini adalah langkah yang sangat penting untuk teknologi kuantum untuk keluar dari persekitaran eksperimen dan ke arah pengkomersilan berskala besar.

Reka bentuk bersepadu membolehkan cip kuantum beroperasi dengan tepat tanpa memerlukan peralatan tambahan.

Gabungan tiga bidang teknologi: elektronik klasik, fotonik dan kuantum - yang secara tradisinya dibangunkan secara berasingan - telah mencipta seni bina yang bersatu dan cekap. Pasukan penyelidik mereka bentuk bersama dari awal untuk memastikan komponen serasi dan berfungsi bersama, membantu cip beroperasi dengan tepat dan stabil.

Dengan kelebihan yang luar biasa dalam kekompakan, keupayaan pengendalian sendiri dan kemudahan pengeluaran, cip kuantum ini akan menjadi asas bagi banyak aplikasi praktikal: daripada rangkaian komunikasi anti-mendengar, penderia perubatan generasi baharu, kepada sistem pemprosesan kuantum yang boleh menggantikan superkomputer pada masa hadapan.

Ini juga merupakan tanda bahawa pengkomputeran kuantum secara beransur-ansur melintasi sempadan antara penyelidikan dan aplikasi. Kejayaan pembuatan cip ini bukan sahaja merupakan pencapaian teknikal, tetapi juga langkah strategik dalam membawa teknologi kuantum ke dunia nyata .

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