 |
De eerste hybride chip die fotonica, elektronica en kwantumtechnologie combineert. Foto: Boston University . |
Volgens onderzoek gepubliceerd in Nature Electronics hebben onderzoekers van Boston University, UC Berkeley en Northwestern University een doorbraak bereikt door een geminiaturiseerde "kwantumlichtfabriek" te bouwen op een siliciumchip van 1 mm².
Meer specifiek is deze chip gebouwd met behulp van het standaard 45nm CMOS-productieproces – hetzelfde proces dat wordt gebruikt voor populaire processoren zoals x86 en ARM, waardoor kwantumhardware een stap dichter bij massaproductie komt.
Bovendien zou deze doorbraak de weg kunnen vrijmaken voor schaalbare kwantumcomputers die geen aparte installaties vereisen, maar in plaats daarvan gebruikmaken van massaproductietechnieken.
Tom's Hardware vergelijkt de chip met een prototype voor een toekomstige kwantumproductielijn, met 12 kleine siliciumringen die "micro-ringresonatoren" worden genoemd.
Elke actieve ring fungeert als generator van fotonenparen met unieke kwantummechanische eigenschappen. Deze fotonenparen vormen de levensader van veel kwantumtechnologieën, maar de productie ervan vereist doorgaans kwetsbare laboratoriumopstellingen. Dankzij deze nieuwe ontdekking kunnen ze nu rechtstreeks op een chip worden gecreëerd, met slechts een vingertop.
Een ander opvallend detail is dat de chip niet alleen kwantumlicht genereert, maar er ook voor zorgt dat dat licht stabiel blijft.
Microringresonatoren zijn zeer krachtig, maar instabiel. Kleine veranderingen in temperatuur of fabricagekenmerken kunnen ervoor zorgen dat ze ontregeld raken en de fotonenstroom verstoren.
Om dit probleem op te lossen, bouwden de onderzoekers een feedbacksysteem rechtstreeks in de chip in. Elke resonator heeft een kleine fotodiode om de prestaties te bewaken, samen met miniatuurverwarmingselementen en besturingscircuits die onmiddellijke aanpassingen mogelijk maken.
Deze zelfafstemmende aanpak zorgt ervoor dat alle 12 resonatoren perfect synchroon werken, zonder dat er omvangrijke stabilisatieapparatuur nodig is.
"Dit is een kleine maar belangrijke stap. Het laat zien dat we stabiele en reproduceerbare kwantumsystemen kunnen bouwen in een industriële productieomgeving", aldus Miloš Popović, universitair hoofddocent aan de Boston University en mede-auteur van de studie.
Bron: https://znews.vn/sieu-chip-lai-giua-quang-tu-dien-tu-va-luong-tu-post1570960.html
Reactie (0)