İngiltere’deki Bristol Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, silikon çip üzerinde dünyanın en küçük kuantum ışık dedektörünü geliştirdiler . İnsan saçından daha ince bir dedektör, kuantum altyapılı bilgi işlem platformlarının oluşturulmasının önünü açabilir.
Bilim adamları, çalışmalarında birbiriyle ilişkili üç sorunu çözdüler: dedektörün boyutunun küçültülmesi, kuantum gürültüsünün (kuantum belirsizliği) etkisinin azaltılması ve platformun modern seri çip üretimine uyarlanması. Sensör ne kadar küçük olursa o kadar hızlı çalışır, ancak aynı zamanda elektronik gürültünün etkisi de artar ve bu da hassasiyeti azaltır. Uygun maliyetli olması için sensör üretimine yönelik olası teknolojik süreçleri de düşünmek gerekir.
İngiliz bilim adamları, çalışmalaını geçen yüzyılın 50’li yıllarında elektronik ve bilgisayar teknolojisinin gelişimini hızlandıran transistörlerin icadıyla karşılaştırıyorlar. Elektron tüpleriyle karşılaştırıldığında minyatür bir yarı iletken eleman, endüstriye bir devrim getirdi ve kelimenin tam anlamıyla her şeyi değiştirdi. Geliştiriciler, yeni bir kuantum ışık dedektörünün optik kuantum sistemlerine aynı hizmeti sağlayabileceğini söylüyor.
Silikon çipin içine yerleştirilmiş yeni kuantum ışık dedektörü 80 × 220 mikron boyutlara sahip (ışığa duyarlı elemanın kendisi daha da küçük). Bilim insanları, sistemin benzerlerinden 10 kat daha hızlı çalıştığını ve kuantum gürültüsüne karşı yüksek hassasiyet eşiğine sahip olduğunu söylüyor. Bu sadece kuantum platformları için değil, benzer dedektörlerin diğer uygulamaları için de önemli bir noktadır. Örneğin, yerçekimsel dalga gözlemevlerinde kullanılıyor; burada ışık sinyallerinin fazı ve genliğindeki en ufak sapmaları tespit edebilir, bu da sistemlerin hassasiyetini artırabilir, yerçekimsel dalgaların doğuşuyla ilgili daha fazla olayı kaydedebilir.
“Uygulamayı daha erişilebilir hale getirmek için dedektörü piyasada satılan bir çip üretimi üzerine inşa ettik. Bir dizi kuantum teknolojisinin potansiyel uygulamaları konusunda inanılmaz heyecan duysak da, topluluk olarak kuantum teknolojilerinin ölçeklenebilir üretimine yönelik zorlukların üstesinden gelmeye devam etmemiz kritik önem taşıyor. Gerçek anlamda ölçeklenebilir kuantum donanım üretimi gösterilmedikçe, kuantum teknolojisinin etkisi ve faydaları gecikecek ve sınırlı kalacaktır,” diyor baş yazar Profesör Jonathan Matthews.
