नवीन तंत्रज्ञानक्वांटम फोटोडिटेक्टर
जगातील सर्वात लहान सिलिकॉन चिप क्वांटमफोटोडिटेक्टर
अलिकडेच, युनायटेड किंग्डममधील एका संशोधन पथकाने क्वांटम तंत्रज्ञानाच्या लघुकरणात एक महत्त्वाची प्रगती केली आहे, त्यांनी जगातील सर्वात लहान क्वांटम फोटोडिटेक्टरला सिलिकॉन चिपमध्ये यशस्वीरित्या एकत्रित केले आहे. "अ बाय-सीएमओएस इलेक्ट्रॉनिक फोटोनिक इंटिग्रेटेड सर्किट क्वांटम लाईट डिटेक्टर" शीर्षक असलेले हे काम सायन्स अॅडव्हान्सेसमध्ये प्रकाशित झाले आहे. १९६० च्या दशकात, शास्त्रज्ञ आणि अभियंत्यांनी प्रथम स्वस्त मायक्रोचिप्सवर ट्रान्झिस्टरचे लघुकरण केले, ही एक नवीनता आहे जी माहिती युगाची सुरुवात झाली. आता, शास्त्रज्ञांनी प्रथमच मानवी केसांपेक्षा पातळ क्वांटम फोटोडिटेक्टरचे सिलिकॉन चिपवर एकत्रीकरण दाखवले आहे, ज्यामुळे आपल्याला प्रकाश वापरणाऱ्या क्वांटम तंत्रज्ञानाच्या युगाच्या एक पाऊल जवळ आणले आहे. प्रगत माहिती तंत्रज्ञानाच्या पुढील पिढीला साकार करण्यासाठी, उच्च-कार्यक्षमता इलेक्ट्रॉनिक आणि फोटोनिक उपकरणांचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन हा पाया आहे. विद्यमान व्यावसायिक सुविधांमध्ये क्वांटम तंत्रज्ञानाचे उत्पादन करणे हे विद्यापीठ संशोधन आणि जगभरातील कंपन्यांसाठी एक सतत आव्हान आहे. क्वांटम संगणनासाठी मोठ्या प्रमाणात उच्च-कार्यक्षमता क्वांटम हार्डवेअर तयार करण्यास सक्षम असणे अत्यंत महत्वाचे आहे, कारण क्वांटम संगणक तयार करण्यासाठी देखील मोठ्या प्रमाणात घटकांची आवश्यकता असते.
युनायटेड किंग्डममधील संशोधकांनी फक्त ८० मायक्रॉन बाय २२० मायक्रॉनच्या एकात्मिक सर्किट क्षेत्रफळासह क्वांटम फोटोडिटेक्टरचे प्रात्यक्षिक केले आहे. इतक्या लहान आकारामुळे क्वांटम फोटोडिटेक्टर खूप वेगवान होऊ शकतात, जे हाय-स्पीड अनलॉक करण्यासाठी आवश्यक आहे.क्वांटम कम्युनिकेशनआणि ऑप्टिकल क्वांटम संगणकांचे हाय-स्पीड ऑपरेशन सक्षम करणे. स्थापित आणि व्यावसायिकरित्या उपलब्ध उत्पादन तंत्रांचा वापर सेन्सिंग आणि कम्युनिकेशन्ससारख्या इतर तंत्रज्ञान क्षेत्रांमध्ये लवकर अनुप्रयोग सुलभ करतो. असे डिटेक्टर क्वांटम ऑप्टिक्समध्ये विविध अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जातात, खोलीच्या तापमानावर कार्य करू शकतात आणि क्वांटम कम्युनिकेशन्ससाठी, अत्याधुनिक गुरुत्वाकर्षण लहरी डिटेक्टर सारख्या अत्यंत संवेदनशील सेन्सर्ससाठी आणि काही क्वांटम संगणकांच्या डिझाइनमध्ये योग्य आहेत.
जरी हे डिटेक्टर जलद आणि लहान असले तरी ते खूप संवेदनशील देखील आहेत. क्वांटम प्रकाश मोजण्याची गुरुकिल्ली म्हणजे क्वांटम आवाजाची संवेदनशीलता. क्वांटम मेकॅनिक्स सर्व ऑप्टिकल सिस्टीममध्ये लहान, मूलभूत पातळीचे आवाज निर्माण करतात. या आवाजाचे वर्तन सिस्टममध्ये प्रसारित होणाऱ्या क्वांटम प्रकाशाच्या प्रकाराबद्दल माहिती प्रकट करते, ऑप्टिकल सेन्सरची संवेदनशीलता निश्चित करू शकते आणि क्वांटम स्थिती गणितीयरित्या पुनर्रचना करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. अभ्यासात असे दिसून आले की ऑप्टिकल डिटेक्टरला लहान आणि वेगवान बनवल्याने क्वांटम अवस्था मोजण्यासाठी त्याची संवेदनशीलता अडथळा आली नाही. भविष्यात, संशोधकांनी इतर विघटनकारी क्वांटम तंत्रज्ञान हार्डवेअर चिप स्केलमध्ये एकत्रित करण्याची योजना आखली आहे, नवीनची कार्यक्षमता आणखी सुधारित करा.ऑप्टिकल डिटेक्टर, आणि विविध अनुप्रयोगांमध्ये त्याची चाचणी करा. डिटेक्टर अधिक व्यापकपणे उपलब्ध करण्यासाठी, संशोधन पथकाने व्यावसायिकरित्या उपलब्ध असलेल्या फाउंटनर्सचा वापर करून ते तयार केले. तथापि, संघाने यावर भर दिला आहे की क्वांटम तंत्रज्ञानासह स्केलेबल उत्पादनाच्या आव्हानांना तोंड देणे सुरू ठेवणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. खरोखर स्केलेबल क्वांटम हार्डवेअर उत्पादन प्रदर्शित केल्याशिवाय, क्वांटम तंत्रज्ञानाचा प्रभाव आणि फायदे विलंबित आणि मर्यादित होतील. हे यश मोठ्या प्रमाणात अनुप्रयोग साध्य करण्याच्या दिशेने एक महत्त्वाचे पाऊल आहे.क्वांटम तंत्रज्ञान, आणि क्वांटम संगणन आणि क्वांटम कम्युनिकेशनचे भविष्य अनंत शक्यतांनी भरलेले आहे.
आकृती २: उपकरणाच्या तत्त्वाचे योजनाबद्ध आकृती.
पोस्ट वेळ: डिसेंबर-०३-२०२४