ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിൻ്റെ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ

യുടെ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യക്വാണ്ടം ഫോട്ടോ ഡിറ്റക്ടർ

ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ചെറിയ സിലിക്കൺ ചിപ്പ് ക്വാണ്ടംഫോട്ടോ ഡിറ്റക്ടർ

അടുത്തിടെ, യുണൈറ്റഡ് കിംഗ്ഡത്തിലെ ഒരു ഗവേഷക സംഘം ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ചെറുവൽക്കരണത്തിൽ ഒരു പ്രധാന മുന്നേറ്റം നടത്തി, അവർ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ചെറിയ ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്റ്ററിനെ ഒരു സിലിക്കൺ ചിപ്പിലേക്ക് വിജയകരമായി സംയോജിപ്പിച്ചു. "A Bi-CMOS ഇലക്ട്രോണിക് ഫോട്ടോണിക് ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ക്വാണ്ടം ലൈറ്റ് ഡിറ്റക്ടർ" എന്ന തലക്കെട്ടിലുള്ള കൃതി സയൻസ് അഡ്വാൻസസിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. 1960-കളിൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞരും എഞ്ചിനീയർമാരും ആദ്യമായി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ വിലകുറഞ്ഞ മൈക്രോചിപ്പുകളിലേക്ക് ചെറുതായി രൂപാന്തരപ്പെടുത്തി, ഇത് വിവരയുഗത്തിന് തുടക്കമിട്ടു. ഇപ്പോൾ, ശാസ്ത്രജ്ഞർ ആദ്യമായി ഒരു സിലിക്കൺ ചിപ്പിലേക്ക് മനുഷ്യൻ്റെ മുടിയേക്കാൾ കനം കുറഞ്ഞ ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ സംയോജനം തെളിയിച്ചു, ഇത് പ്രകാശം ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ യുഗത്തിലേക്ക് നമ്മെ ഒരു പടി അടുപ്പിച്ചു. നൂതന വിവരസാങ്കേതികവിദ്യയുടെ അടുത്ത തലമുറയെ സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിന്, ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്, ഫോട്ടോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ വലിയ തോതിലുള്ള നിർമ്മാണമാണ് അടിസ്ഥാനം. നിലവിലുള്ള വാണിജ്യ സൗകര്യങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യ നിർമ്മിക്കുന്നത് സർവകലാശാലാ ഗവേഷണങ്ങൾക്കും ലോകമെമ്പാടുമുള്ള കമ്പനികൾക്കും നിരന്തരമായ വെല്ലുവിളിയാണ്. ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ക്വാണ്ടം ഹാർഡ്‌വെയർ വലിയ തോതിൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയുന്നത് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന് നിർണായകമാണ്, കാരണം ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് പോലും ധാരാളം ഘടകങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.

യുണൈറ്റഡ് കിംഗ്ഡത്തിലെ ഗവേഷകർ 220 മൈക്രോൺ 80 മൈക്രോൺ ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ഏരിയയുള്ള ഒരു ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡെറ്റക്റ്റർ തെളിയിച്ചു. അത്തരമൊരു ചെറിയ വലിപ്പം ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളെ വളരെ വേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് അതിവേഗ അൺലോക്ക് ചെയ്യുന്നതിന് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയംഒപ്റ്റിക്കൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ അതിവേഗ പ്രവർത്തനം സാധ്യമാക്കുന്നു. സ്ഥാപിതവും വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായതുമായ നിർമ്മാണ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് സെൻസിംഗ്, കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ് തുടങ്ങിയ മറ്റ് സാങ്കേതിക മേഖലകളിലേക്ക് നേരത്തെ തന്നെ പ്രയോഗിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. ഇത്തരം ഡിറ്റക്ടറുകൾ ക്വാണ്ടം ഒപ്റ്റിക്സിലെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഊഷ്മാവിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയങ്ങൾക്കും അത്യാധുനിക ഗ്രാവിറ്റേഷൻ വേവ് ഡിറ്റക്ടറുകൾ പോലെയുള്ള അതീവ സെൻസിറ്റീവ് സെൻസറുകൾക്കും ചില ക്വാണ്ടത്തിൻ്റെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്കും അനുയോജ്യമാണ്. കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ.

ഈ ഡിറ്റക്ടറുകൾ വേഗതയേറിയതും ചെറുതും ആണെങ്കിലും, അവ വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ആണ്. ക്വാണ്ടം പ്രകാശം അളക്കുന്നതിനുള്ള താക്കോൽ ക്വാണ്ടം ശബ്ദത്തോടുള്ള സംവേദനക്ഷമതയാണ്. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് എല്ലാ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങളിലും ചെറിയ, അടിസ്ഥാന തലത്തിലുള്ള ശബ്ദമുണ്ടാക്കുന്നു. ഈ ശബ്ദത്തിൻ്റെ സ്വഭാവം സിസ്റ്റത്തിൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ക്വാണ്ടം ലൈറ്റിൻ്റെ തരത്തെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു, ഒപ്റ്റിക്കൽ സെൻസറിൻ്റെ സംവേദനക്ഷമത നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയെ ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി പുനർനിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിറ്റക്ടറെ ചെറുതും വേഗത്തിലാക്കുന്നതും ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകൾ അളക്കുന്നതിനുള്ള അതിൻ്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നില്ലെന്ന് പഠനം തെളിയിച്ചു. ഭാവിയിൽ, ഗവേഷകർ മറ്റ് തടസ്സപ്പെടുത്തുന്ന ക്വാണ്ടം ടെക്നോളജി ഹാർഡ്‌വെയറിനെ ചിപ്പ് സ്കെയിലിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കാനും പുതിയതിൻ്റെ കാര്യക്ഷമത കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്താനും പദ്ധതിയിടുന്നു.ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിറ്റക്ടർ, കൂടാതെ വ്യത്യസ്‌തമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇത് പരീക്ഷിക്കുക. ഡിറ്റക്ടർ കൂടുതൽ വ്യാപകമായി ലഭ്യമാക്കുന്നതിന്, വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായ ജലധാരകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഗവേഷണ സംഘം ഇത് നിർമ്മിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് അളക്കാവുന്ന നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ വെല്ലുവിളികൾ അഭിമുഖീകരിക്കുന്നത് തുടരേണ്ടത് നിർണായകമാണെന്ന് ടീം ഊന്നിപ്പറയുന്നു. യഥാർത്ഥത്തിൽ അളക്കാവുന്ന ക്വാണ്ടം ഹാർഡ്‌വെയർ നിർമ്മാണം കാണിക്കാതെ, ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സ്വാധീനവും നേട്ടങ്ങളും വൈകുകയും പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. വലിയ തോതിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ നേടുന്നതിനുള്ള ഒരു സുപ്രധാന ചുവടുവെപ്പാണ് ഈ മുന്നേറ്റംക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യ, കൂടാതെ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെയും ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയത്തിൻ്റെയും ഭാവി അനന്തമായ സാധ്യതകൾ നിറഞ്ഞതാണ്.

ചിത്രം 2: ഉപകരണ തത്വത്തിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.