Физики из Великобритании разработали самый маленький квантовый детектор света на кремниевом чипе. Его размеры составляют 80 × 220 микрометров.
В прошлом веке развитие науки и технологии привело к созданию миниатюрных полупроводниковых транзисторов и чипов, что способствовало бурному развитию информационных технологий. Ученые, такие как Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн, получили Нобелевскую премию по физике в 1956 году за исследование транзисторного эффекта.
В настоящее время развитие квантовых компьютеров и квантовых вычислений требует создания миниатюрных чипов для генерации и регистрации квантов света с целью уменьшения размеров вычислительных систем. Ученые уже научились создавать некоторые типы миниатюрных источников квантов света и интегрировать их на полупроводниковые чипы. Однако помимо источников фотонов, для вычислительных схем также требуются миниатюрные детекторы света.
Джоел Таскер, Джонатан Фразер, Джакомо Ферранти и Джонатан Мэттьюз из Бристольского Университета смогли объединить на монолитном чипе всю необходимую электронику и кремниевую фотонику для гомодинного обнаружения квантово-оптических сигналов. Их достижение стало возможным благодаря использованию 250-нанометровой литографической биполярной КМОП-технологии. Размеры чипа составили всего 80 × 220 микрометров.
Физики измерили полосу пропускания чипа, которая составила 15,3 ± 0,1 гигагерц при уровне 3 децибел с максимальным клиренсом дробового шума 12 децибел. По словам ученых, такая производительность достигается благодаря монолитной электронно-фотонной интеграции, превосходящей возможности устройств, состоящих из отдельных интегрированных микросхем или дискретных компонентов.
Интегральный фотонный чип, по мнению авторов, позволит уменьшить размеры вычислительных систем, упростить сборку и повысить их производительность.
