Supercip hibrid de fotonică, electronică și cuantică

Oamenii de știință au reușit să creeze o „fabrică de lumină cuantică” miniaturizată într-un cip de siliciu de mărimea vârfului unui deget.

Primul cip hibrid între fotonică, electronică și tehnologie cuantică. Fotografie: Universitatea din Boston .

Conform unui studiu publicat în Nature Electronics , cercetătorii de la Universitatea din Boston, UC Berkeley și Universitatea Northwestern au făcut o descoperire importantă prin realizarea unei „fabrici de lumină cuantică” miniaturizate pe un cip de siliciu de 1 mm².

Mai precis, acest cip este construit folosind procesul standard de fabricație CMOS de 45nm - același folosit pentru procesoare populare precum x86 și ARM, aducând hardware-ul cuantic cu un pas mai aproape de lumea producției de masă.

În plus, această descoperire ar putea deschide calea pentru calculul cuantic scalabil, care nu necesită configurații personalizate, ci se bazează în continuare pe tehnici de producție în masă.

Tom's Hardware compară cipul cu un prototip pentru o viitoare linie de fabricație cuantică, cu 12 mici inele de siliciu numite „rezonatoare micro-inelare”.

Fiecare inel activ acționează ca un generator de perechi de fotoni cu proprietăți cuantice unice. Aceste perechi de fotoni sunt forța vitală a multor tehnologii cuantice, dar producerea lor necesită de obicei configurații fragile de laborator. Cu această nouă descoperire, acestea pot fi create direct pe un cip, doar cu vârful degetului.

De asemenea, un detaliu notabil este că cipul nu numai că generează lumină cuantică, dar ajută și la menținerea stabilității acelei lumini.

Rezonatoarele Microring sunt robuste, dar instabile. Micile modificări ale temperaturii sau ale caracteristicilor de fabricație le pot dezacorda și pot opri fluxul de fotoni.

Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au integrat un sistem de feedback direct în cip, fiecare rezonator având o mică fotodiodă pentru monitorizarea performanței, împreună cu elemente de încălzire miniaturale și circuite de control care efectuează ajustări instantanee.

Această abordare de auto-reglare permite tuturor celor 12 rezonatoare să lucreze împreună în sincronizare perfectă, fără a fi nevoie de echipamente voluminoase de stabilizare.

„Acesta este un pas mic, dar important. Arată că putem construi sisteme cuantice stabile și repetabile într-un mediu de producție industrială”, a declarat Miloš Popović, profesor asociat la Universitatea din Boston și coautor al studiului.

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