क्वांटम फोटोडिटेक्टर की नई तकनीक

नई तकनीकक्वांटम फोटोडिटेक्टर

दुनिया की सबसे छोटी सिलिकॉन चिप क्वांटमफोटोडिटेक्टर

हाल ही में, यूनाइटेड किंगडम की एक शोध टीम ने क्वांटम तकनीक के लघुकरण में एक महत्वपूर्ण सफलता हासिल की है। उन्होंने दुनिया के सबसे छोटे क्वांटम फोटोडिटेक्टर को एक सिलिकॉन चिप में सफलतापूर्वक एकीकृत किया है। "ए बाई-सीएमओएस इलेक्ट्रॉनिक फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट क्वांटम लाइट डिटेक्टर" शीर्षक से यह शोध कार्य साइंस एडवांसेज में प्रकाशित हुआ है। 1960 के दशक में, वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने पहली बार सस्ते माइक्रोचिप्स पर ट्रांजिस्टर का लघुकरण किया था, यह एक ऐसा नवाचार था जिसने सूचना युग की शुरुआत की। अब, वैज्ञानिकों ने पहली बार मानव बाल से भी पतले क्वांटम फोटोडिटेक्टरों को एक सिलिकॉन चिप पर एकीकृत करने का प्रदर्शन किया है, जिससे हम प्रकाश का उपयोग करने वाली क्वांटम तकनीक के युग के एक कदम और करीब आ गए हैं। उन्नत सूचना प्रौद्योगिकी की अगली पीढ़ी को साकार करने के लिए, उच्च-प्रदर्शन वाले इलेक्ट्रॉनिक और फोटोनिक उपकरणों का बड़े पैमाने पर निर्माण आधार है। मौजूदा व्यावसायिक सुविधाओं में क्वांटम तकनीक का निर्माण दुनिया भर के विश्वविद्यालय अनुसंधान और कंपनियों के लिए एक सतत चुनौती है। उच्च-प्रदर्शन वाले क्वांटम हार्डवेयर का बड़े पैमाने पर निर्माण क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए भी बड़ी संख्या में घटकों की आवश्यकता होती है।

यूनाइटेड किंगडम के शोधकर्ताओं ने एक क्वांटम फोटोडिटेक्टर का प्रदर्शन किया है जिसका एकीकृत परिपथ क्षेत्र केवल 80 माइक्रोन गुणा 220 माइक्रोन है। इतना छोटा आकार क्वांटम फोटोडिटेक्टरों को बहुत तेज़ बनाता है, जो उच्च गति प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।क्वांटम संचारऔर ऑप्टिकल क्वांटम कंप्यूटरों के उच्च-गति संचालन को सक्षम बनाना। स्थापित और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध विनिर्माण तकनीकों का उपयोग संवेदन और संचार जैसे अन्य तकनीकी क्षेत्रों में शीघ्र अनुप्रयोग को सुगम बनाता है। ऐसे डिटेक्टर क्वांटम प्रकाशिकी के विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, कमरे के तापमान पर काम कर सकते हैं, और क्वांटम संचार, अत्याधुनिक गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों जैसे अत्यंत संवेदनशील सेंसरों, और कुछ क्वांटम कंप्यूटरों के डिज़ाइन के लिए उपयुक्त हैं।

हालाँकि ये डिटेक्टर तेज़ और छोटे होते हैं, फिर भी ये बेहद संवेदनशील भी होते हैं। क्वांटम प्रकाश को मापने की कुंजी क्वांटम शोर के प्रति संवेदनशीलता है। क्वांटम यांत्रिकी सभी प्रकाशिक प्रणालियों में शोर के सूक्ष्म, बुनियादी स्तर उत्पन्न करती है। इस शोर का व्यवहार प्रणाली में संचारित क्वांटम प्रकाश के प्रकार के बारे में जानकारी प्रकट करता है, प्रकाशिक सेंसर की संवेदनशीलता निर्धारित कर सकता है, और क्वांटम अवस्था के गणितीय पुनर्निर्माण के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है। अध्ययन से पता चला है कि प्रकाशिक डिटेक्टर को छोटा और तेज़ बनाने से क्वांटम अवस्थाओं को मापने की इसकी संवेदनशीलता में कोई बाधा नहीं आई। भविष्य में, शोधकर्ता अन्य विघटनकारी क्वांटम प्रौद्योगिकी हार्डवेयर को चिप पैमाने पर एकीकृत करने की योजना बना रहे हैं, ताकि नई प्रणाली की दक्षता में और सुधार हो सके।ऑप्टिकल डिटेक्टर, और इसे विभिन्न अनुप्रयोगों में परीक्षण करें। डिटेक्टर को अधिक व्यापक रूप से उपलब्ध कराने के लिए, अनुसंधान दल ने इसे व्यावसायिक रूप से उपलब्ध फाउंटेनर्स का उपयोग करके निर्मित किया। हालाँकि, टीम इस बात पर ज़ोर देती है कि क्वांटम तकनीक के साथ स्केलेबल निर्माण की चुनौतियों का समाधान जारी रखना महत्वपूर्ण है। वास्तव में स्केलेबल क्वांटम हार्डवेयर निर्माण का प्रदर्शन किए बिना, क्वांटम तकनीक के प्रभाव और लाभ विलंबित और सीमित होंगे। यह सफलता बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों को प्राप्त करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।क्वांटम तकनीक, और क्वांटम कंप्यूटिंग और क्वांटम संचार का भविष्य अनंत संभावनाओं से भरा है।

चित्र 2: उपकरण सिद्धांत का योजनाबद्ध आरेख।