Nouvelle technologie dephotodétecteur quantique
La plus petite puce de silicium quantique au mondephotodétecteur
Récemment, une équipe de recherche britannique a réalisé une avancée majeure dans la miniaturisation de la technologie quantique en intégrant avec succès le plus petit photodétecteur quantique au monde dans une puce de silicium. L'étude, intitulée « A Bi-CMOS electronic photonic integrated circuit quantum light detector », est publiée dans Science Advances. Dans les années 1960, scientifiques et ingénieurs ont miniaturisé pour la première fois des transistors sur des micropuces bon marché, une innovation qui a marqué le début de l'ère de l'information. Aujourd'hui, des scientifiques ont démontré pour la première fois l'intégration de photodétecteurs quantiques plus fins qu'un cheveu humain sur une puce de silicium, nous rapprochant ainsi d'une ère de technologie quantique utilisant la lumière. Pour réaliser la prochaine génération de technologies de l'information avancées, la fabrication à grande échelle d'équipements électroniques et photoniques hautes performances est essentielle. La fabrication de la technologie quantique dans les installations commerciales existantes représente un défi permanent pour la recherche universitaire et les entreprises du monde entier. La capacité de fabriquer du matériel quantique hautes performances à grande échelle est cruciale pour l'informatique quantique, car la construction même d'un ordinateur quantique nécessite un grand nombre de composants.
Des chercheurs britanniques ont présenté un photodétecteur quantique dont la surface de circuit intégré ne mesure que 80 microns sur 220 microns. Une taille aussi réduite permet aux photodétecteurs quantiques d'être très rapides, ce qui est essentiel pour accéder à la haute vitesse.communication quantiqueet permettant le fonctionnement à grande vitesse des ordinateurs quantiques optiques. L'utilisation de techniques de fabrication éprouvées et disponibles commercialement facilite les premières applications à d'autres domaines technologiques tels que la détection et les communications. Ces détecteurs sont utilisés dans une grande variété d'applications en optique quantique, peuvent fonctionner à température ambiante et conviennent aux communications quantiques, aux capteurs extrêmement sensibles tels que les détecteurs d'ondes gravitationnelles de pointe, ainsi qu'à la conception de certains ordinateurs quantiques.
Bien que rapides et compacts, ces détecteurs sont également très sensibles. La clé de la mesure de la lumière quantique réside dans leur sensibilité au bruit quantique. La mécanique quantique produit des niveaux de bruit élémentaires infimes dans tous les systèmes optiques. Le comportement de ce bruit révèle des informations sur le type de lumière quantique transmise dans le système, peut déterminer la sensibilité du capteur optique et servir à reconstruire mathématiquement l'état quantique. L'étude a montré que la réduction de la taille et de la vitesse du détecteur optique n'entravait pas sa sensibilité à la mesure des états quantiques. À l'avenir, les chercheurs prévoient d'intégrer d'autres technologies quantiques disruptives à l'échelle de la puce, améliorant ainsi encore l'efficacité du nouveau système.détecteur optique, et le tester dans diverses applications. Pour élargir la disponibilité du détecteur, l'équipe de recherche l'a fabriqué à l'aide de fontaines disponibles dans le commerce. Cependant, l'équipe souligne qu'il est essentiel de continuer à relever les défis de la fabrication évolutive grâce à la technologie quantique. Sans la démonstration d'une fabrication de matériel quantique véritablement évolutive, l'impact et les avantages de la technologie quantique seront retardés et limités. Cette avancée marque une étape importante vers la réalisation d'applications à grande échelle.technologie quantique, et l’avenir de l’informatique quantique et de la communication quantique regorge de possibilités infinies.
Figure 2 : Schéma de principe du dispositif.
Date de publication : 03/12/2024