Pesquisadores da Universidade de Bristol, no Reino Unido, desenvolveram o menor detector quântico de luz do mundo em um chip de silício. Um detector mais fino que um fio de cabelo humano poderia ajudar a ampliar a implementação de tecnologias quânticas para a criação de poderosas plataformas de computação.
Fonte da imagem: Universidade de Bristol
Em seu estudo, os cientistas resolveram três problemas relacionados: reduzir o tamanho do detector, reduzir a influência do ruído quântico (incerteza quântica) e adaptar a plataforma à moderna produção em massa de chips. Quanto menor o sensor, mais rápido ele funciona, mas ao mesmo tempo aumenta a influência do ruído eletrônico, o que reduz a sensibilidade. Também é preciso pensar em possíveis processos tecnológicos de produção de sensores para que seja econômico e acessível.
Cientistas britânicos comparam seu desenvolvimento com a invenção dos transistores na década de 50 do século passado, que acelerou rapidamente o desenvolvimento da eletrônica e da tecnologia da computação. Um elemento semicondutor em miniatura comparado aos tubos de elétrons trouxe uma revolução para a indústria e mudou literalmente tudo nela. Um novo detector de luz quântica poderia fornecer o mesmo serviço aos sistemas ópticos quânticos, dizem os desenvolvedores.
O novo detector quântico de luz embutido em um chip de silício tem dimensões de 80 × 220 mícrons (o próprio elemento fotossensível é ainda menor). Ele funciona 10 vezes mais rápido que seus análogos, dizem os cientistas, e tem um alto limiar de sensibilidade ao ruído quântico. Este é um ponto importante não apenas para plataformas quânticas, mas também para outras aplicações de detectores semelhantes. Por exemplo, são utilizados em observatórios de ondas gravitacionais, onde podem detectar os mais pequenos desvios na fase e amplitude dos sinais de luz, o que pode aumentar a sensibilidade dos sistemas, registar mais eventos associados ao nascimento de ondas gravitacionais, e fazer isso. mais precisamente.
«Construímos o detector em um chip disponível comercialmente para tornar sua aplicação mais acessível. Embora estejamos extremamente entusiasmados com as aplicações potenciais de uma série de tecnologias quânticas, é fundamental que nós, como comunidade, continuemos a enfrentar o desafio da produção escalável de tecnologias quânticas. Sem demonstrar a fabricação de hardware quântico verdadeiramente escalável, o impacto e os benefícios da tecnologia quântica serão atrasados e limitados”, disse o autor principal, Professor Jonathan Matthews.