नई तकनीकक्वांटम फोटोडिटेक्टर
दुनिया की सबसे छोटी सिलिकॉन चिप क्वांटमफोटोडिटेक्टर
हाल ही में, यूनाइटेड किंगडम की एक शोध टीम ने क्वांटम प्रौद्योगिकी के लघुकरण में एक महत्वपूर्ण सफलता हासिल की है। उन्होंने दुनिया के सबसे छोटे क्वांटम फोटोडिटेक्टर को सिलिकॉन चिप में सफलतापूर्वक एकीकृत किया है। "एक द्वि-सीएमओ इलेक्ट्रॉनिक फोटोनिक एकीकृत सर्किट क्वांटम प्रकाश डिटेक्टर" शीर्षक वाला यह शोध कार्य साइंस एडवांसेज में प्रकाशित हुआ है। 1960 के दशक में, वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने पहली बार सस्ते माइक्रोचिप्स पर ट्रांजिस्टरों का लघुकरण किया, एक ऐसा नवाचार जिसने सूचना युग की शुरुआत की। अब, वैज्ञानिकों ने पहली बार मानव बाल से भी पतले क्वांटम फोटोडिटेक्टरों को सिलिकॉन चिप पर एकीकृत करने का प्रदर्शन किया है, जिससे हम प्रकाश का उपयोग करने वाली क्वांटम प्रौद्योगिकी 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 उत्पादन आधारशिला है। मौजूदा वाणिज्यिक सुविधाओं में क्वांटम प्रौद्योगिकी का उत्पादन करना दुनिया भर के विश्वविद्यालयों और कंपनियों के लिए एक निरंतर चुनौती है। क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए बड़े पैमाने पर उच्च-प्रदर्शन वाले क्वांटम हार्डवेयर का उत्पादन करने में सक्षम होना महत्वपूर्ण है, क्योंकि क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए भी बड़ी संख्या में घटकों की आवश्यकता होती है।
यूनाइटेड किंगडम के शोधकर्ताओं ने मात्र 80 माइक्रोन x 220 माइक्रोन के एकीकृत परिपथ क्षेत्र वाले क्वांटम फोटोडिटेक्टर का प्रदर्शन किया 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 बनाते हैं। स्थापित और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध विनिर्माण तकनीकों का उपयोग संवेदन और संचार जैसे अन्य प्रौद्योगिकी क्षेत्रों में शीघ्र अनुप्रयोग को सुगम बनाता है। ऐसे डिटेक्टर क्वांटम प्रकाशिकी में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, कमरे के तापमान पर काम कर सकते हैं, और क्वांटम संचार, अत्याधुनिक गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर जैसे अत्यंत संवेदनशील सेंसर और कुछ क्वांटम कंप्यूटरों के डिजाइन के लिए उपयुक्त हैं।
ये डिटेक्टर तेज़ और छोटे होने के साथ-साथ बेहद संवेदनशील भी हैं। क्वांटम प्रकाश को मापने की कुंजी क्वांटम शोर के प्रति संवेदनशीलता है। क्वांटम यांत्रिकी सभी ऑप्टिकल प्रणालियों में सूक्ष्म, मूलभूत स्तर का शोर उत्पन्न करती है। इस शोर का व्यवहार प्रणाली में संचारित क्वांटम प्रकाश के प्रकार के बारे में जानकारी देता है, ऑप्टिकल सेंसर की संवेदनशीलता निर्धारित कर सकता है, और क्वांटम अवस्था का गणितीय पुनर्निर्माण करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। अध्ययन से पता चला कि ऑप्टिकल डिटेक्टर को छोटा और तेज़ बनाने से क्वांटम अवस्थाओं को मापने की उसकी संवेदनशीलता पर कोई असर नहीं पड़ा। भविष्य में, शोधकर्ता अन्य क्रांतिकारी क्वांटम प्रौद्योगिकी हार्डवेयर को चिप स्तर पर एकीकृत करने और नए डिटेक्टर की दक्षता में और सुधार करने की योजना बना रहे हैं।ऑप्टिकल डिटेक्टरऔर विभिन्न अनुप्रयोगों में इसका परीक्षण किया गया। डिटेक्टर को अधिक व्यापक रूप से उपलब्ध कराने के लिए, शोध दल ने इसे व्यावसायिक रूप से उपलब्ध फव्वारों का उपयोग करके निर्मित किया। हालांकि, टीम इस बात पर जोर देती है कि क्वांटम प्रौद्योगिकी के साथ बड़े पैमाने पर विनिर्माण की चुनौतियों का समाधान करना महत्वपूर्ण है। वास्तव में बड़े पैमाने पर क्वांटम हार्डवेयर विनिर्माण का प्रदर्शन किए बिना, क्वांटम प्रौद्योगिकी का प्रभाव और लाभ विलंबित और सीमित रहेंगे। यह सफलता क्वांटम प्रौद्योगिकी के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों को प्राप्त करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।क्वांटम प्रौद्योगिकीऔर क्वांटम कंप्यूटिंग और क्वांटम संचार का भविष्य अनंत संभावनाओं से भरा हुआ है।
चित्र 2: उपकरण के सिद्धांत का योजनाबद्ध आरेख।
पोस्ट करने का समय: 03 दिसंबर 2024