Nouvelle technologie dephotodétecteur quantique
La plus petite puce quantique de silicium au mondephotodétecteur
Récemment, une équipe de recherche au Royaume-Uni a réalisé une avancée importante dans la miniaturisation de la technologie quantique : elle a réussi à intégrer le plus petit photodétecteur quantique au monde dans une puce de silicium. Le travail, intitulé « Un détecteur de lumière quantique à circuit intégré photonique électronique Bi-CMOS », est publié dans Science Advances. Dans les années 1960, les scientifiques et les ingénieurs ont pour la première fois miniaturisé les transistors sur des micropuces bon marché, une innovation qui a marqué le début de l’ère de l’information. Aujourd’hui, des scientifiques ont pour la première fois démontré 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 de haute performance constitue la base. La fabrication de technologies quantiques dans des installations commerciales existantes constitue un défi permanent pour la recherche universitaire et les entreprises du monde entier. Être capable de fabriquer du matériel quantique haute performance à grande échelle est crucial pour l’informatique quantique, car même la construction d’un ordinateur quantique nécessite un grand nombre de composants.
Des chercheurs britanniques ont démontré un photodétecteur quantique doté d'une surface de circuit intégré de seulement 80 microns sur 220 microns. Une si petite taille permet aux photodétecteurs quantiques d'être très rapides, ce qui est essentiel pour déverrouiller des capteurs à haute vitesse.communication quantiqueet permettre le fonctionnement à grande vitesse des ordinateurs quantiques optiques. L’utilisation de techniques de fabrication établies et disponibles dans le commerce facilite une application précoce à d’autres domaines technologiques tels que la détection et les communications. De tels 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, et à la conception de certains systèmes quantiques. ordinateurs.
Bien que ces détecteurs soient rapides et petits, ils sont également très sensibles. La clé pour mesurer la lumière quantique est la sensibilité au bruit quantique. La mécanique quantique produit des niveaux de bruit minuscules et basiques 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 peut être utilisé pour reconstruire mathématiquement l'état quantique. L’étude a montré que rendre le détecteur optique plus petit et plus rapide n’entrave pas sa sensibilité à la mesure des états quantiques. À l'avenir, les chercheurs prévoient d'intégrer d'autres matériels de technologie quantique perturbateurs à l'échelle des puces, améliorant encore l'efficacité du nouveaudétecteur optique, et testez-le dans une variété d’applications différentes. Pour rendre le détecteur plus largement disponible, 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 detechnologie quantique, et l’avenir de l’informatique quantique et de la communication quantique regorge de possibilités infinies.
Figure 2 : Schéma de principe du dispositif.
Heure de publication : 03 décembre 2024