नवीन तंत्रज्ञानक्वांटम फोटोडिटेक्टर
जगातील सर्वात लहान सिलिकॉन चिप क्वांटमफोटोडिटेक्टर
अलीकडेच, युनायटेड किंगडममधील एका संशोधन पथकाने क्वांटम तंत्रज्ञानाच्या लघुकरणात एक महत्त्वपूर्ण यश मिळवले आहे; त्यांनी जगातील सर्वात लहान क्वांटम फोटोडिटेक्टरला सिलिकॉन चिपमध्ये यशस्वीरित्या एकत्रित केले आहे. “ए बाय-सीएमओएस इलेक्ट्रॉनिक फोटोनिक इंटिग्रेटेड सर्किट क्वांटम लाईट डिटेक्टर” (A Bi-CMOS electronic photonic integrated circuit quantum light detector) नावाचे हे संशोधन ‘सायन्स ॲडव्हान्सेस’ (Science Advances) मध्ये प्रकाशित झाले आहे. १९६० च्या दशकात, शास्त्रज्ञ आणि अभियंत्यांनी प्रथम ट्रान्झिस्टरला स्वस्त मायक्रोचिप्सवर लघु केले, हा एक असा शोध होता ज्याने माहिती युगाची सुरुवात केली. आता, शास्त्रज्ञांनी प्रथमच मानवी केसांपेक्षाही पातळ असलेल्या क्वांटम फोटोडिटेक्टरला सिलिकॉन चिपवर एकत्रित करून दाखवले आहे, ज्यामुळे आपण प्रकाशाचा वापर करणाऱ्या क्वांटम तंत्रज्ञानाच्या युगाच्या एक पाऊल जवळ आलो आहोत. प्रगत माहिती तंत्रज्ञानाची पुढची पिढी साकार करण्यासाठी, उच्च-कार्यक्षम इलेक्ट्रॉनिक आणि फोटोनिक उपकरणांचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन हा पाया आहे. सध्याच्या व्यावसायिक सुविधांमध्ये क्वांटम तंत्रज्ञानाचे उत्पादन करणे हे जगभरातील विद्यापीठांचे संशोधन आणि कंपन्यांसाठी एक सततचे आव्हान आहे. मोठ्या प्रमाणावर उच्च-कार्यक्षम क्वांटम हार्डवेअरचे उत्पादन करणे हे क्वांटम कंप्युटिंगसाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे, कारण क्वांटम संगणक तयार करण्यासाठी देखील मोठ्या संख्येने घटकांची आवश्यकता असते.
युनायटेड किंगडममधील संशोधकांनी केवळ ८० मायक्रॉन बाय २२० मायक्रॉन क्षेत्रफळाचा एक क्वांटम फोटोडिटेक्टर प्रदर्शित केला आहे. अशा लहान आकारामुळे क्वांटम फोटोडिटेक्टर अत्यंत वेगवान होऊ शकतात, जे उच्च-गती तंत्रज्ञान साध्य करण्यासाठी आवश्यक आहे.क्वांटम कम्युनिकेशनआणि ऑप्टिकल क्वांटम संगणकांच्या उच्च-गती कार्याला सक्षम करते. प्रस्थापित आणि व्यावसायिकरित्या उपलब्ध उत्पादन तंत्रांचा वापर केल्याने सेन्सिंग आणि कम्युनिकेशन्ससारख्या इतर तंत्रज्ञान क्षेत्रांमध्ये लवकर अनुप्रयोग करणे सुलभ होते. असे डिटेक्टर क्वांटम ऑप्टिक्समधील विविध प्रकारच्या अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जातात, सामान्य तापमानावर कार्य करू शकतात आणि क्वांटम कम्युनिकेशन्स, अत्याधुनिक गुरुत्वीय तरंग डिटेक्टरसारखे अत्यंत संवेदनशील सेन्सर्स आणि विशिष्ट क्वांटम संगणकांच्या डिझाइनमध्ये उपयुक्त आहेत.
हे डिटेक्टर वेगवान आणि लहान असले तरी, ते खूप संवेदनशील देखील आहेत. क्वांटम प्रकाशाचे मापन करण्याची गुरुकिल्ली म्हणजे क्वांटम नॉईजप्रती असलेली संवेदनशीलता. क्वांटम मेकॅनिक्स सर्व ऑप्टिकल प्रणालींमध्ये सूक्ष्म, मूलभूत स्तरावर नॉईज निर्माण करते. या नॉईजचे वर्तन प्रणालीमध्ये प्रसारित होणाऱ्या क्वांटम प्रकाशाच्या प्रकाराबद्दल माहिती देते, ऑप्टिकल सेन्सरची संवेदनशीलता निश्चित करू शकते आणि क्वांटम स्थितीची गणितीय पुनर्रचना करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. या अभ्यासात असे दिसून आले की ऑप्टिकल डिटेक्टरला लहान आणि वेगवान बनवल्याने क्वांटम स्थिती मोजण्याच्या त्याच्या संवेदनशीलतेत कोणताही अडथळा आला नाही. भविष्यात, संशोधक चिप स्तरावर इतर क्रांतिकारक क्वांटम तंत्रज्ञान हार्डवेअर एकत्रित करून, या नवीन प्रणालीची कार्यक्षमता आणखी सुधारण्याची योजना आखत आहेत.ऑप्टिकल डिटेक्टरआणि विविध प्रकारच्या अनुप्रयोगांमध्ये त्याची चाचणी घेणे. डिटेक्टर अधिक व्यापकपणे उपलब्ध करण्यासाठी, संशोधन संघाने व्यावसायिकरित्या उपलब्ध असलेल्या फाउंटनर्सचा वापर करून त्याचे उत्पादन केले. तथापि, संघ यावर जोर देतो की क्वांटम तंत्रज्ञानासह स्केलेबल मॅन्युफॅक्चरिंगच्या आव्हानांना सामोरे जाणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. खऱ्या अर्थाने स्केलेबल क्वांटम हार्डवेअर मॅन्युफॅक्चरिंगचे प्रदर्शन केल्याशिवाय, क्वांटम तंत्रज्ञानाचा प्रभाव आणि फायदे विलंबित आणि मर्यादित राहतील. हे यश मोठ्या प्रमाणावरील अनुप्रयोग साध्य करण्याच्या दिशेने एक महत्त्वाचे पाऊल आहे.क्वांटम तंत्रज्ञानआणि क्वांटम कंप्युटिंग आणि क्वांटम कम्युनिकेशनचे भविष्य अनंत शक्यतांनी भरलेले आहे.
आकृती २: उपकरणाच्या तत्त्वाचा योजनाबद्ध आराखडा.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०३-डिसेंबर-२०२४