 |
Pierwszy hybrydowy układ łączący fotonikę, elektronikę i kwant. Zdjęcie: Uniwersytet Bostoński . |
Według badań opublikowanych w czasopiśmie Nature Electronics , naukowcy z Uniwersytetu w Bostonie, Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i Uniwersytetu Northwestern dokonali przełomu, tworząc zminiaturyzowaną „fabrykę światła kwantowego” na krzemowym chipie o powierzchni 1 mm2.
Dokładniej rzecz ujmując, ten konkretny układ został zbudowany z wykorzystaniem standardowego procesu produkcyjnego CMOS 45 nm — tego samego, który jest wykorzystywany w popularnych procesorach, takich jak x86 i ARM, co przybliża sprzęt kwantowy o krok do świata produkcji masowej.
Co więcej, przełom ten może utorować drogę do skalowalnych obliczeń kwantowych, które nie wymagają oddzielnych konfiguracji, lecz opierają się na technikach produkcji masowej.
Tom's Hardware porównuje układ scalony do prototypu przyszłej linii produkcyjnej układów scalonych kwantowych, składającej się z 12 małych pierścieni krzemowych, zwanych „rezonatorami mikropierścieniowymi”.
Każdy aktywny pierścień działa jak generator par fotonów o unikalnych właściwościach kwantowych. Te pary fotonów stanowią podstawę wielu technologii kwantowych, ale ich produkcja zazwyczaj wymaga delikatnych układów laboratoryjnych. Dzięki temu nowemu odkryciu można je tworzyć bezpośrednio na chipie, jednym dotknięciem palca.
Warto również zwrócić uwagę na fakt, że układ ten nie tylko generuje światło kwantowe, ale także pomaga utrzymać to światło w stabilnej pozycji.
Rezonatory mikropierścieniowe są bardzo mocne, ale niestabilne. Niewielkie zmiany temperatury lub parametrów produkcyjnych mogą spowodować ich rozstrojenie i przerwanie przepływu fotonów.
Aby rozwiązać ten problem, naukowcy wbudowali system sprzężenia zwrotnego bezpośrednio w układ scalony, przy czym każdy rezonator został wyposażony w małą fotodiodę monitorującą wydajność, a także w miniaturowe elementy grzewcze i układ sterujący, który dokonuje natychmiastowych zmian.
Dzięki takiemu podejściu do samostrojenia wszystkie 12 rezonatorów może pracować w idealnej synchronizacji, bez potrzeby stosowania dużego sprzętu stabilizującego.
„To mały, ale ważny krok. Pokazuje, że potrafimy budować stabilne i powtarzalne systemy kwantowe w środowisku produkcji przemysłowej” – powiedział Miloš Popović, adiunkt na Uniwersytecie Bostońskim i współautor badania.
Source: https://znews.vn/sieu-chip-lai-giua-quang-tu-dien-tu-va-luong-tu-post1570960.html
Komentarz (0)