Teknolojia mpya ya kigunduzi cha picha cha quantum

Teknolojia mpya yakigunduzi cha foto cha kwantumu

Kwantumu ndogo zaidi ya chipu ya silikoni dunianikigunduzi cha picha

Hivi majuzi, timu ya utafiti nchini Uingereza imefanya maendeleo muhimu katika uundaji mdogo wa teknolojia ya quantum, waliunganisha kwa mafanikio kigunduzi kidogo zaidi cha quantum duniani kwenye chipu ya silicon. Kazi hiyo, yenye kichwa "Kigunduzi cha mwanga cha quantum cha elektroniki cha Bi-CMOS," imechapishwa katika Sayansi ya Maendeleo. Katika miaka ya 1960, wanasayansi na wahandisi walibadilisha transistors kwa mara ya kwanza kuwa ndogo kwenye chipu za bei nafuu, uvumbuzi ulioanzisha enzi ya habari. Sasa, wanasayansi wameonyesha kwa mara ya kwanza ujumuishaji wa vigunduzi vya quantum vyenye unene kuliko nywele za binadamu kwenye chipu ya silicon, na kutuleta hatua moja karibu na enzi ya teknolojia ya quantum inayotumia mwanga. Ili kufikia kizazi kijacho cha teknolojia ya habari ya hali ya juu, utengenezaji mkubwa wa vifaa vya elektroniki na fotoniki vyenye utendaji wa hali ya juu ndio msingi. Kutengeneza teknolojia ya quantum katika vituo vya kibiashara vilivyopo ni changamoto inayoendelea kwa utafiti wa vyuo vikuu na makampuni kote ulimwenguni. Kuweza kutengeneza vifaa vya quantum vyenye utendaji wa hali ya juu kwa kiwango kikubwa ni muhimu kwa kompyuta ya quantum, kwa sababu hata kujenga kompyuta ya quantum kunahitaji idadi kubwa ya vipengele.

Watafiti nchini Uingereza wameonyesha kigunduzi cha foto cha kwanta chenye eneo la saketi jumuishi la mikroni 80 pekee kwa mikroni 220. Ukubwa mdogo kama huo huruhusu vigunduzi vya foto vya kwanta kuwa vya haraka sana, jambo ambalo ni muhimu kwa kufungua kasi ya juu.mawasiliano ya kwantana kuwezesha uendeshaji wa kasi ya juu wa kompyuta za quantum za macho. Kutumia mbinu za utengenezaji zilizoanzishwa na zinazopatikana kibiashara hurahisisha matumizi ya mapema katika maeneo mengine ya teknolojia kama vile kuhisi na mawasiliano. Vigunduzi hivyo hutumika katika matumizi mbalimbali katika optiki za quantum, vinaweza kufanya kazi kwenye halijoto ya kawaida, na vinafaa kwa mawasiliano ya quantum, vitambuzi nyeti sana kama vile vitambuzi vya mawimbi ya uvutano vya kisasa, na katika muundo wa kompyuta fulani za quantum.

Ingawa vigunduzi hivi ni vya haraka na vidogo, pia ni nyeti sana. Ufunguo wa kupima mwanga wa quantum ni unyeti kwa kelele ya quantum. Mekaniki za quantum hutoa viwango vidogo vya msingi vya kelele katika mifumo yote ya macho. Tabia ya kelele hii inaonyesha taarifa kuhusu aina ya mwanga wa quantum unaosambazwa katika mfumo, inaweza kubaini unyeti wa kitambuzi cha macho, na inaweza kutumika kujenga upya hali ya quantum kihisabati. Utafiti ulionyesha kwamba kufanya kigunduzi cha macho kuwa kidogo na haraka zaidi hakukuzuia unyeti wake kwa hali za quantum zinazopima. Katika siku zijazo, watafiti wanapanga kuunganisha vifaa vingine vya teknolojia ya quantum vinavyosumbua kwenye kipimo cha chipu, na kuboresha zaidi ufanisi wa mpya.kigunduzi cha macho, na kuijaribu katika matumizi mbalimbali tofauti. Ili kufanya kigunduzi kipatikane zaidi, timu ya utafiti ilikitengeneza kwa kutumia visima vinavyopatikana kibiashara. Hata hivyo, timu inasisitiza kwamba ni muhimu kuendelea kushughulikia changamoto za utengenezaji unaoweza kupanuliwa kwa kutumia teknolojia ya kwanta. Bila kuonyesha utengenezaji wa vifaa vya kwanta unaoweza kupanuliwa kweli, athari na faida za teknolojia ya kwanta zitacheleweshwa na kupunguzwa. Mafanikio haya yanaashiria hatua muhimu kuelekea kufikia matumizi makubwa yateknolojia ya kwanta, na mustakabali wa kompyuta ya quantum na mawasiliano ya quantum umejaa uwezekano usio na mwisho.

Mchoro 2: Mchoro wa kimfumo wa kanuni ya kifaa.