ક્વોન્ટમ ફોટોડિટેક્ટરની નવી ટેકનોલોજી

નવી ટેકનોલોજીક્વોન્ટમ ફોટોડિટેક્ટર

વિશ્વની સૌથી નાની સિલિકોન ચિપ ક્વોન્ટમફોટોડિટેક્ટર

તાજેતરમાં, યુનાઇટેડ કિંગડમની એક સંશોધન ટીમે ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજીના લઘુચિત્રીકરણમાં એક મહત્વપૂર્ણ સફળતા મેળવી છે, તેઓએ વિશ્વના સૌથી નાના ક્વોન્ટમ ફોટોડિટેક્ટરને સિલિકોન ચિપમાં સફળતાપૂર્વક એકીકૃત કર્યું છે. "A Bi-CMOS ઇલેક્ટ્રોનિક ફોટોનિક ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ક્વોન્ટમ લાઇટ ડિટેક્ટર" શીર્ષક ધરાવતું આ કાર્ય સાયન્સ એડવાન્સિસમાં પ્રકાશિત થયું છે. 1960 ના દાયકામાં, વૈજ્ઞાનિકો અને ઇજનેરોએ સૌપ્રથમ સસ્તા માઇક્રોચિપ્સ પર ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું લઘુચિત્રીકરણ કર્યું, જે એક નવીનતા હતી જેણે માહિતી યુગની શરૂઆત કરી. હવે, વૈજ્ઞાનિકોએ પ્રથમ વખત માનવ વાળ કરતા પાતળા ક્વોન્ટમ ફોટોડિટેક્ટર્સને સિલિકોન ચિપ પર એકીકૃત કરવાનું દર્શાવ્યું છે, જે આપણને પ્રકાશનો ઉપયોગ કરતી ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજીના યુગની એક ડગલું નજીક લાવે છે. અદ્યતન માહિતી ટેકનોલોજીની આગામી પેઢીને સાકાર કરવા માટે, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઇલેક્ટ્રોનિક અને ફોટોનિક સાધનોનું મોટા પાયે ઉત્પાદન એ પાયો છે. હાલની વ્યાપારી સુવિધાઓમાં ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજીનું ઉત્પાદન એ વિશ્વભરની યુનિવર્સિટી સંશોધન અને કંપનીઓ માટે એક સતત પડકાર છે. ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ માટે મોટા પાયે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ક્વોન્ટમ હાર્ડવેરનું ઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ બનવું મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર બનાવવા માટે પણ મોટી સંખ્યામાં ઘટકોની જરૂર પડે છે.

યુનાઇટેડ કિંગડમના સંશોધકોએ ફક્ત 80 માઇક્રોન બાય 220 માઇક્રોનના ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ક્ષેત્ર સાથે ક્વોન્ટમ ફોટોડિટેક્ટરનું પ્રદર્શન કર્યું છે. આટલું નાનું કદ ક્વોન્ટમ ફોટોડિટેક્ટરને ખૂબ ઝડપી બનવાની મંજૂરી આપે છે, જે હાઇ-સ્પીડ અનલોકિંગ માટે જરૂરી છે.ક્વોન્ટમ કમ્યુનિકેશનઅને ઓપ્ટિકલ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સના હાઇ-સ્પીડ ઓપરેશનને સક્ષમ બનાવે છે. સ્થાપિત અને વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ ઉત્પાદન તકનીકોનો ઉપયોગ સેન્સિંગ અને કોમ્યુનિકેશન જેવા અન્ય ટેકનોલોજી ક્ષેત્રોમાં પ્રારંભિક એપ્લિકેશનને સરળ બનાવે છે. આવા ડિટેક્ટરનો ઉપયોગ ક્વોન્ટમ ઓપ્ટિક્સમાં વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં થાય છે, ઓરડાના તાપમાને કાર્ય કરી શકે છે, અને ક્વોન્ટમ કોમ્યુનિકેશન, અત્યાધુનિક ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગ ડિટેક્ટર જેવા અત્યંત સંવેદનશીલ સેન્સર અને ચોક્કસ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સની ડિઝાઇન માટે યોગ્ય છે.

આ ડિટેક્ટર ઝડપી અને નાના હોવા છતાં, તે ખૂબ જ સંવેદનશીલ પણ છે. ક્વોન્ટમ પ્રકાશને માપવાની ચાવી ક્વોન્ટમ અવાજ પ્રત્યે સંવેદનશીલતા છે. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ બધી ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમોમાં નાના, મૂળભૂત સ્તરના અવાજ ઉત્પન્ન કરે છે. આ અવાજનું વર્તન સિસ્ટમમાં પ્રસારિત થતા ક્વોન્ટમ પ્રકાશના પ્રકાર વિશે માહિતી જાહેર કરે છે, ઓપ્ટિકલ સેન્સરની સંવેદનશીલતા નક્કી કરી શકે છે, અને તેનો ઉપયોગ ક્વોન્ટમ સ્થિતિને ગાણિતિક રીતે પુનઃનિર્માણ કરવા માટે થઈ શકે છે. અભ્યાસ દર્શાવે છે કે ઓપ્ટિકલ ડિટેક્ટરને નાનું અને ઝડપી બનાવવાથી ક્વોન્ટમ સ્થિતિઓ માપવા માટે તેની સંવેદનશીલતામાં કોઈ અવરોધ આવ્યો નથી. ભવિષ્યમાં, સંશોધકો અન્ય વિક્ષેપકારક ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજી હાર્ડવેરને ચિપ સ્કેલમાં એકીકૃત કરવાની યોજના ધરાવે છે, નવાની કાર્યક્ષમતામાં વધુ સુધારો કરે છે.ઓપ્ટિકલ ડિટેક્ટર, અને વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં તેનું પરીક્ષણ કરો. ડિટેક્ટરને વધુ વ્યાપકપણે ઉપલબ્ધ બનાવવા માટે, સંશોધન ટીમે વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ ફાઉન્ટેનર્સનો ઉપયોગ કરીને તેનું ઉત્પાદન કર્યું. જો કે, ટીમ ભાર મૂકે છે કે ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજી સાથે સ્કેલેબલ ઉત્પાદનના પડકારોનો સામનો કરવાનું ચાલુ રાખવું મહત્વપૂર્ણ છે. ખરેખર સ્કેલેબલ ક્વોન્ટમ હાર્ડવેર ઉત્પાદન દર્શાવ્યા વિના, ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજીની અસર અને ફાયદા વિલંબિત અને મર્યાદિત રહેશે. આ સફળતા મોટા પાયે એપ્લિકેશનો પ્રાપ્ત કરવા તરફ એક મહત્વપૂર્ણ પગલું દર્શાવે છે.ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજી, અને ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ અને ક્વોન્ટમ કોમ્યુનિકેશનનું ભવિષ્ય અનંત શક્યતાઓથી ભરેલું છે.

આકૃતિ 2: ઉપકરણ સિદ્ધાંતનું યોજનાકીય આકૃતિ.