ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന്റെ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ

പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ

ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ചെറിയ സിലിക്കൺ ചിപ്പ് ക്വാണ്ടംഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ

അടുത്തിടെ, യുണൈറ്റഡ് കിംഗ്ഡത്തിലെ ഒരു ഗവേഷണ സംഘം ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ മിനിയേച്ചറൈസേഷനിൽ ഒരു പ്രധാന വഴിത്തിരിവ് നടത്തി, ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ചെറിയ ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിനെ ഒരു സിലിക്കൺ ചിപ്പിലേക്ക് വിജയകരമായി സംയോജിപ്പിച്ചു. "എ ബൈ-സിഎംഒഎസ് ഇലക്ട്രോണിക് ഫോട്ടോണിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ക്വാണ്ടം ലൈറ്റ് ഡിറ്റക്ടർ" എന്ന കൃതി സയൻസ് അഡ്വാൻസസിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. 1960 കളിൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞരും എഞ്ചിനീയർമാരും ആദ്യമായി വിലകുറഞ്ഞ മൈക്രോചിപ്പുകളിലേക്ക് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളെ മിനിയേച്ചറൈസ് ചെയ്തു, ഇത് വിവര യുഗത്തിന് തുടക്കമിട്ട ഒരു നവീകരണമാണ്. ഇപ്പോൾ, മനുഷ്യന്റെ രോമത്തേക്കാൾ കനം കുറഞ്ഞ ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളെ ഒരു സിലിക്കൺ ചിപ്പിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ആദ്യമായി തെളിയിച്ചു, ഇത് പ്രകാശം ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഒരു യുഗത്തിലേക്ക് നമ്മെ ഒരു പടി അടുപ്പിക്കുന്നു. നൂതന വിവര സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ അടുത്ത തലമുറയെ സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിന്, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്, ഫോട്ടോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ വലിയ തോതിലുള്ള നിർമ്മാണമാണ് അടിത്തറ. നിലവിലുള്ള വാണിജ്യ സൗകര്യങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യ നിർമ്മിക്കുന്നത് ലോകമെമ്പാടുമുള്ള സർവകലാശാലാ ഗവേഷണത്തിനും കമ്പനികൾക്കും ഒരു തുടർച്ചയായ വെല്ലുവിളിയാണ്. ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ക്വാണ്ടം ഹാർഡ്‌വെയർ വലിയ തോതിൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയുന്നത് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന് നിർണായകമാണ്, കാരണം ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് പോലും ധാരാളം ഘടകങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.

യുണൈറ്റഡ് കിംഗ്ഡത്തിലെ ഗവേഷകർ 80 മൈക്രോൺ മുതൽ 220 മൈക്രോൺ വരെയുള്ള ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ഒരു ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ പ്രദർശിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇത്രയും ചെറിയ വലിപ്പം ക്വാണ്ടം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളെ വളരെ വേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് അതിവേഗ അൺലോക്ക് ചെയ്യുന്നതിന് അത്യാവശ്യമാണ്.ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയംഒപ്റ്റിക്കൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ അതിവേഗ പ്രവർത്തനം സാധ്യമാക്കുന്നതിനും. സ്ഥാപിതവും വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായതുമായ നിർമ്മാണ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് സെൻസിംഗ്, ആശയവിനിമയം തുടങ്ങിയ മറ്റ് സാങ്കേതിക മേഖലകളിൽ ആദ്യകാല പ്രയോഗത്തെ സഹായിക്കുന്നു. ക്വാണ്ടം ഒപ്റ്റിക്സിലെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇത്തരം ഡിറ്റക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, മുറിയിലെ താപനിലയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയങ്ങൾക്കും, അത്യാധുനിക ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗ ഡിറ്റക്ടറുകൾ പോലുള്ള വളരെ സെൻസിറ്റീവ് സെൻസറുകൾക്കും, ചില ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്കും അനുയോജ്യമാണ്.

ഈ ഡിറ്റക്ടറുകൾ വേഗതയേറിയതും ചെറുതുമാണെങ്കിലും അവ വളരെ സെൻസിറ്റീവുമാണ്. ക്വാണ്ടം പ്രകാശം അളക്കുന്നതിനുള്ള താക്കോൽ ക്വാണ്ടം ശബ്ദത്തോടുള്ള സംവേദനക്ഷമതയാണ്. എല്ലാ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങളിലും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് ചെറുതും അടിസ്ഥാനപരവുമായ ശബ്ദ നിലകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ ശബ്ദത്തിന്റെ സ്വഭാവം സിസ്റ്റത്തിൽ പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ക്വാണ്ടം പ്രകാശത്തിന്റെ തരം സംബന്ധിച്ച വിവരങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു, ഒപ്റ്റിക്കൽ സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമത നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയെ ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി പുനർനിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിറ്റക്ടറിനെ ചെറുതും വേഗതയേറിയതുമാക്കുന്നത് ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകൾ അളക്കുന്നതിനുള്ള അതിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നില്ലെന്ന് പഠനം തെളിയിച്ചു. ഭാവിയിൽ, പുതിയതിന്റെ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി മറ്റ് വിനാശകരമായ ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യ ഹാർഡ്‌വെയറുകൾ ചിപ്പ് സ്കെയിലിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കാൻ ഗവേഷകർ പദ്ധതിയിടുന്നു.ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിറ്റക്ടർ, കൂടാതെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇത് പരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഡിറ്റക്ടർ കൂടുതൽ വ്യാപകമായി ലഭ്യമാക്കുന്നതിന്, വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായ ഫൗണ്ടനറുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഗവേഷണ സംഘം ഇത് നിർമ്മിച്ചത്. എന്നിരുന്നാലും, ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് സ്കെയിലബിൾ നിർമ്മാണത്തിന്റെ വെല്ലുവിളികളെ അഭിമുഖീകരിക്കുന്നത് തുടരേണ്ടത് നിർണായകമാണെന്ന് സംഘം ഊന്നിപ്പറയുന്നു. യഥാർത്ഥത്തിൽ സ്കെയിലബിൾ ക്വാണ്ടം ഹാർഡ്‌വെയർ നിർമ്മാണം പ്രദർശിപ്പിക്കാതെ, ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സ്വാധീനവും നേട്ടങ്ങളും വൈകുകയും പരിമിതമാവുകയും ചെയ്യും. വലിയ തോതിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ നേടുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ചുവടുവയ്പ്പാണ് ഈ മുന്നേറ്റം അടയാളപ്പെടുത്തുന്നത്.ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യ, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന്റെയും ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയത്തിന്റെയും ഭാവി അനന്തമായ സാധ്യതകൾ നിറഞ്ഞതാണ്.

ചിത്രം 2: ഉപകരണ തത്വത്തിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.