این آشکارساز نه تنها کوچکترین آشکارساز جهان است، بلکه ۱۰ برابر سریع‌تر از آشکارسازهایی است که قبلا برای تشخیص نورهای کوانتومی ساخته شده بودند و می‌تواند به کاهش سایز رایانه‌های کوانتومی کمک کند.

به گزارش ایسنا، محققان دانشگاه بریستول در بریتانیا کوچکترین آشکارساز نور کوانتومی جهان را بر روی یک تراشه سیلیکونی ساخته‌اند. در بیانیه مطبوعاتی این دانشگاه آمده است که این آشکارساز کوچک که از قطر موی انسان نیز نازک‌تر است، می‌تواند به افزایش تولید فناوری کوانتومی کمک کند.

به نقل از آی‌ای، در دهه ۱۹۶۰، پس از اینکه دانشمندان ترانزیستورهای(انتقال‌دهنده) بزرگ را به ریزتراشه‌های کوچکی تبدیل کردند که می‌توان با هزینه کم آنها را ساخت، حوزه الکترونیک، جهشی بزرگی را شاهد بود. از آنجایی که تشخیص سیگنال نور یا بیت‌های کوانتومی به حداقل رسیده است، اکنون می‌توان سرنوشت مشابهی را برای رایانه‌های کوانتومی انتظار داشت.

طرح‌های فعلی رایانه‌های کوانتومی مخصوص دستگاه‌های عظیمی هستند که اتاق‌ها را اشغال می‌کنند و برای کار کردن به دمای انجماد نیاز دارند. اگر قرار باشد یک رایانه کوانتومی به تولید انبوه برسد، خود دستگاه باید از نظر اندازه کوچک شود و روشن کردن و کار کردن با آن آسان‌تر شود.

یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی جاناتان متیوز(Jonathan Matthews)، استاد دانشگاه و مدیر آزمایشگاه‌های فناوری مهندسی کوانتومی، اولین گام را برای کوچک‌سازی رایانه کوانتومی برداشته‌اند.

آشکارسازهای هومودین

محققان اولین نگاه اجمالی به فعالیت خود را در سال ۲۰۲۱ نمایش دادند که اتصال یک تراشه فوتونیک با یک تراشه الکترونیکی بود و سرعت تشخیص نور کوانتومی را افزایش می‌داد. سه سال بعد، آنها این دو جزء را روی یک تراشه ادغام کردند و سرعت تشخیص را تا ضریب ۱۰ و اثرات آن را تا ضریب ۵۰ کاهش دادند.

آشکارساز نور کوانتومی ادغام شده در تراشه و مدار آن ۰.۰۰۳۱ اینچ(۸۰ میکرومتر) در ۰.۰۰۸۶ اینچ(۲۲۰ میکرومتر) است. برای مقایسه باید بدانید که متوسط ضخامت موهای انسان ۰.۰۰۱۹ اینچ (۵۰ میکرومتر) است.

مزیت آشکارساز کوچکتر تشخیص سریع‌تر نور کوانتومی است که سرعت ارتباط درون سیستم و در نتیجه سرعت عملیاتی کلی رایانه کوانتومی را بهبود می‌بخشد.

مراقب سر و صدا باشید

در حالی که حسگرهای کوچک‌تر و سریع‌تر به سایر حسگرها ترجیح داده می‌شوند اما آنها مستعد نویز هستند. جاکومو فرانتی(Giacomo Ferranti)، مدرس دانشگاه بریستول که در این تحقیقات نیز نقش داشته است، می‌گوید: کلید اندازه‌گیری نور کوانتومی حساسیت به نویز کوانتومی است.

محققان مشتاق بودند نشان دهند که کوچک شدن اندازه آشکارساز بر حساسیت آن برای اندازه‌گیری حالات کوانتومی تأثیری نمی‌گذارد. یکی دیگر از نکات برجسته این تحقیق، توسعه تراشه با استفاده از یک فلز تجاری موجود بود که عرضه آن در مقیاس بزرگ‌تر را ساده می‌کرد.

متیوز اظهار داشت: در حالی که ما به شدت از پیامدهای طیف وسیعی از فناوری کوانتومی هیجان زده هستیم، بسیار مهم است که ما به عنوان یک جامعه همچنان با چالش ساخت در مقیاس بزرگ فناوری کوانتومی مقابله کنیم.

یافته‌های این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.