در پیشرفتی چشمگیر بهسوی فناوری کوانتومی عملیاتی، گروهی مشترک از دانشگاههای بوستون، برکلی کالیفرنیا و نورثوسترن موفق به ساخت اولین تراشه یکپارچه الکترونیک-فوتونیک-کوانتومی جهان شد.
به مجله اینترنتی مفید و به نقل از Interesting Engineering، این تراشه که با فرآیند استاندارد ۴۵ نانومتری تجاری تولید شده، قادر است همزمان ۱۲ منبع نور کوانتومی را مدیریت و پایدارسازی کند.
گفتنی است، هر منبع که کمتر از یک میلیمتر مربع فضا اشغال میکند، با کمک رزوناتورهای حلقهای میکروسکوپی و لیزر خارجی، جفتهای فوتون همبسته تولید میکند؛ ذراتی که ستون فقرات رایانش کوانتومی، حسگری و ارتباطات امن آینده خواهند بود.
میلوش پوپوویچ، دانشیار دانشگاه بوستون، تأکید دارد: «این گام کوچک اما بسیار مهم نشان میدهد که میتوان سیستمهای کوانتومی تکرارپذیر و قابلکنترل را در کارخانههای تجاری نیمهرسانا ساخت».
چالش اصلی، حساسیت شدید رزوناتورها به تغییرات دما و خطاهای ساخت بود که بهراحتی هماهنگی را برهم میزد. بر این اساس، پژوهشگران برای اولین بار سیستم کنترل و پایدارسازی را مستقیماً روی خود تراشه جاسازی کردند.
فتودیودهای داخلی انحراف را تشخیص میدهند و هیترهای رویتراشه همراه با منطق کنترلی، در کسری از ثانیه اصلاحات لازم را اعمال میکنند.
انیرود رامش، دانشجوی دکتری دانشگاه نورثوسترن که اندازهگیریهای کوانتومی را رهبری کرد، اظهار میدارد: «هیجانانگیزترین بخش، پایدارسازی لحظهای یک فرایند کوانتومی دقیقاً روی تراشه است؛ گامی حیاتی بهسوی سیستمهای کوانتومی مقیاسپذیر.»
گفتنی است بزرگترین دشواری، هماهنگ کردن نیازهای سختگیرانه اپتیک کوانتومی با محدودیتهای سفت و سخت فرآیند CMOS تجاری بود. این تراشه روی همان پلتفرم ۴۵ نانومتری ساخته شده که پیشتر برای اتصالات هوش مصنوعی و ابرکامپیوترها بهکار میرفت.
این دستاورد نهتنها درهای کارخانههای بزرگ نیمهرسانا را بهسوی تولید انبوه فناوری کوانتومی میگشاید، بلکه نشان میدهد آینده رایانش و ارتباطات امن میتواند روی خطوط تولید کنونی ساخته شود.
Source link
