Новый двухчиповый детектор достигает ультрабыстрого измерения квантового света

Исследователи из Лабораторий квантовой инженерии (QET Labs) Бристольского университета и Университета Кот-д'Азюр создали новый миниатюризированный световый детектор для измерения квантовых свойств света детально, чем когда-либо ранее. Устройство, сделанное из двух кремниевых чипов, работающих вместе, использовалось для измерения уникальных свойств «сжатого» квантового света на рекордных высоких скоростях.

Использование уникальных свойств квантовой физики обещает новые пути для превосходства над текущим передовым состоянием в вычислениях, связи и измерении. Кремниевая фотоника — где свет используется как носитель информации в кремниевых микрочипах — является захватывающим путем к этим технологиям следующего поколения.

«Сжатый свет — это квантовый эффект, который очень полезен. Он может использоваться в квантовых коммуникациях и квантовых компьютерах и уже использовался обсерваториями гравитационных волн LIGO и Virgo для улучшения их чувствительности, помогая обнаруживать экзотические астрономические события, такие как слияния черных дыр. Так что улучшение способов его измерения может иметь большое влияние», — сказал исследователь Джоел Таскер.

Измерение сжатого света требует детекторов, спроектированных для ультранизкого электронного шума, чтобы обнаружить слабые квантовые свойства света. Но такие детекторы до сих пор были ограничены в скорости сигналов, которые могут быть измерены — около одной тысячи миллионов циклов в секунду.

«Это имеет прямое влияние на скорость обработки الناشших информационных технологий, таких как оптические компьютеры и коммуникации с очень низкими уровнями света. Чем выше полоса пропускания вашего детектора, тем быстрее вы можете выполнять вычисления и передавать информацию», — сказал соавтор Джонатан Фразер.

Интегрированный детектор до сих пор был зафиксирован на порядок быстрее предыдущего передового состояния, и команда работает над уточнением технологии для еще большей скорости. Площадь детектора меньше квадратного миллиметра — этот маленький размер обеспечивает высокую скорость детектора. Детектор построен из кремниевой микроэлектроники и кремниевой фотонной чип.