25 Şub 2023 (Nanowerk Haberleri) Çok yakın bir gelecekte kuantum bilgisayarların veritabanı aramalarına, yapay zeka sistemlerine, simülasyonlara ve daha fazlasına yönelik yeni yaklaşımlarla hesaplama yöntemlerimizde devrim yaratması bekleniyor. Ancak bu tür yeni kuantum teknolojisi uygulamalarına ulaşmak için, fotonik kuantum durumlarını etkin bir şekilde kontrol edebilen fotonik tümleşik devrelere - sözde kübitlere - ihtiyaç vardır. Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), TU Dresden ve Leibniz-Institut für Kristallzüchtung'dan (IKZ) fizikçiler bu çabada bir çığır açtılar: ilk kez, silikonda tek foton yayıcıların kontrollü yaratılışını gösterdiler. nano ölçekli, rapor ettikleri gibi Doğa İletişim (“Silikonda telekom tek foton yayıcılarının gofret ölçeğinde nano fabrikasyon”). Litografik olarak tanımlanmış bir maske (solda) ve taranmış odaklanmış bir iyon ışını (sağda) yoluyla iyonların (mavi) geniş ışın implantasyonuyla silikonda (kırmızı) tek foton yayıcıların kontrollü üretimi. Sembolik olarak gösterilen: süreç tarafından bu amaç için tanımlanan konumlarda iki tek fotonun emisyonu. Arka planda: Bir elektron ışını, akrilattan yapılmış litografik maskede delikler oluşturur. (Resim: M. Hollenbach, B. Schröder, HZDR) Fotonik entegre devreler veya kısaca PIC'ler, elektronik entegre devrelerde çalışan elektronların aksine, daha iyi foton olarak bilinen ışık parçacıklarını kullanır. İkisi arasındaki temel fark: Bir fotonik entegre devre, tipik olarak yakın kızılötesi spektrumda optik dalga boylarına uygulanan bilgi sinyalleri için işlevler sağlar. HZDR'nin İyon Demeti Fiziği ve Malzeme Araştırmaları Enstitüsü Kuantum Teknolojileri Başkanı Dr. Georgy Astakhov, "Aslında, birçok entegre fotonik bileşene sahip bu PIC'ler tek bir çip üzerinde ışık üretebilir, yönlendirebilir, işleyebilir ve algılayabilir" diyor ve ekliyor : "Bu modalite, kuantum hesaplama gibi gelecekteki teknolojilerde önemli bir rol oynamaya hazırlanıyor. Ve PIC'ler yol gösterecek." Daha önce, kuantum fotonik deneyleri, optik masa boyunca dağıtılan ve tüm laboratuvarı kaplayan "yığın optiğin" yoğun kullanımıyla ünlüydü. Şimdi, fotonik çipler bu manzarayı kökten değiştiriyor. Minyatürleştirme, kararlılık ve seri üretime uygunluk, onları günümüzün kuantum fotoniğinin işgücüne dönüştürebilir.

Rastgeleden kontrol moduna

Tek foton kaynaklarının kontrol edilebilir bir şekilde yekpare entegrasyonu, PIC'lerde milyonlarca fotonik kubit uygulamak için kaynak açısından verimli bir yol sağlayacaktır. Kuantum hesaplama protokollerini çalıştırmak için bu fotonların ayırt edilemez olması gerekir. Bununla endüstriyel ölçekte fotonik kuantum işlemci üretimi mümkün hale gelecek. Bununla birlikte, şu anda yerleşik olan üretim yöntemi, bu umut verici konseptin günümüzün yarı iletken teknolojisi ile uyumluluğunun önünde durmaktadır. Yaklaşık iki yıl önce bildirilen ilk denemede, araştırmacılar zaten bir silikon gofret üzerinde tekli fotonlar üretebildiler, ancak yalnızca rastgele ve ölçeklenemez bir şekilde. O zamandan beri çok yol kat ettiler. Fizikçi Dr. Nico Klingner, "Şimdi, sıvı metal alaşımlı iyon kaynaklarından odaklanmış iyon ışınlarının, tek foton yayıcıları gofret üzerinde istenen konumlara yerleştirmek için nasıl kullanıldığını ve yüksek yaratma verimi ve yüksek spektral kalite elde edildiğini gösteriyoruz" diyor. Ayrıca, HZDR'deki bilim adamları, aynı tek foton yayıcıları titiz bir malzeme test programına tabi tuttular: Birkaç soğuma ve ısınma döngüsünden sonra, optik özelliklerinde herhangi bir bozulma gözlemlemediler. Bu bulgular daha sonra seri üretim için gerekli ön koşulları karşılıyor. Ekip, bu başarıyı yaygın bir teknolojiye dönüştürmek ve yerleşik dökümhane üretimiyle uyumlu atomik ölçekte tek tek foton yayıcıların gofret ölçeğinde mühendisliğine izin vermek için, litografik olarak tanımlanmış bir maske aracılığıyla ticari bir implantere geniş ışın implantasyonu uyguladı. Cleanroom grup lideri ve Nanofabrikasyon ve Analiz Başkanı Dr. Ciarán Fowley, "Bu çalışma, Rossendorf Nano Fabrikasyon tesisindeki son teknoloji silikon işleme temiz oda ve elektron ışını litografi makinelerinden yararlanmamızı gerçekten sağladı" diye açıklıyor. Her iki yöntemi kullanan ekip, önceden tanımlanmış konumlarda yaklaşık 50 nm'lik bir uzamsal doğrulukla düzinelerce telekom tek foton yayıcı oluşturabilir. Stratejik olarak önemli telekomünikasyon O-bandında yayıyorlar ve sürekli dalga uyarımı altında günler boyunca kararlı çalışma sergiliyorlar. Bilim adamları, silikondaki tek foton yayıcıların kontrol edilebilir üretiminin gerçekleştirilmesinin, onları çok büyük ölçekli entegrasyonla uyumlu bir üretim yolu ile fotonik kuantum teknolojileri için oldukça umut verici bir aday haline getirdiğine inanıyorlar. Bu tek foton yayıcılar artık teknolojik olarak yarı iletken fabrikalarda üretime ve mevcut telekomünikasyon altyapısına dahil edilmeye hazır.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62450.php