🟠ساخت مدولاتورهای نوری کوانتومی ۱۰۰ برابر کوچک‌تر از موی انسان

🔹پژوهشگران به یک پیشرفت مهم در سخت‌افزار محاسبات کوانتومی دست یافته‌اند و نوعی مدولاتورهای فاز نوری فوق‌العاده کوچک و بسیار کارآمد ساخته‌اند؛ دستگاهی که برای کنترل پرتوهای لیزر مورد استفاده در راه‌اندازی کیوبیت‌های اتمی و یونی ضروری است.

🔸این نتایج که در Nature Communications منتشر شده، نشان می‌دهد این مدولاتورها تقریباً ۱۰۰ برابر کوچک‌تر از قطر یک تار موی انسان هستند و می‌توان آن‌ها را با استفاده از فرآیندهای استاندارد ساخت CMOS—همان فناوری که برای تولید انبوه پردازنده‌ها استفاده می‌شود—در مقیاس بالا تولید کرد.

🔹این نوآوری که توسط محققان دانشگاه کلرادو بولدر با همکاری آزمایشگاه‌های ملی ساندیا انجام شده، یکی از گلوگاه‌های اصلی در گسترش محاسبات کوانتومی را برطرف می‌کند. مدولاتورهای موجود در آزمایشگاه‌ها بزرگ، پرمصرف و فاقد امکان تکرار در تعداد بسیار زیاد برای سیستم‌های کوانتومی یون به دام افتاده یا اتم خنثی در مقیاس بزرگ برای آینده هستند.

🔸دستگاه جدید از ارتعاشات مکانیکی با فرکانس مایکروویو—در حد میلیاردها نوسان در ثانیه—برای کنترل دقیق فاز نور لیزر و تولید فرکانس‌های نوری جدید استفاده می‌کند. این ویژگی بسیار مهم است، زیرا هر کیوبیت اتمی نیازمند پرتوهای لیزری با دقتی در حد میلیاردم درصد است.

🔹این مدولاتورها بسیار کارآمدتر از نمونه‌های تجاری بوده و حدود ۸۰ برابر توان مایکروویوی کمتر مصرف می‌کنند. مصرف توان کمتر موجب کاهش حرارت و امکان ادغام متراکم هزاران کانال نوری روی یک تراشه واحد می‌شود. اندازهٔ بسیار کوچک و توان پایین مصرفی، آنها را با ساخت سیستم‌های کنترل فوتونیکی در مقیاس بزرگ برای محاسبات کوانتومی، حسگری و شبکه‌سازی سازگار می‌کند.

🔸یکی از مهم‌ترین دستاوردها این است که کل دستگاه در یک کارخانه نیمه‌هادی (foundry) ساخته شده است. این موضوع مسیر تولید هزاران یا میلیون‌ها نسخه یکسان از این مدولاتورها را هموار می‌کند—موضوعی که سال‌ها یکی از نیازهای اساسی محاسبات کوانتومی کاربردی به شمار می‌رفت. تیم تحقیقاتی این را بخشی از یک "انقلاب ترانزیستور" نوظهور برای اپتیک می‌داند، مشابه تغییر از لامپ‌های خلاء به الکترونیک یکپارچه.

🔹گام‌های بعدی شامل یکپارچه‌سازی اجزای فوتونیکی دیگر مانند فیلتر کردن و شکل‌دهی پالس روی همان تراشه و همکاری با شرکت‌های فعال در محاسبات کوانتومی برای آزمایش این فناوری در سامانه‌های واقعی یون به‌دام‌افتاده و اتم خنثی است.

🔸به باور پژوهشگران، این پیشرفت یکی از آخرین قطعات لازم برای ساخت یک پلتفرم فوتونیکی مقیاس‌پذیر جهت کنترل تعداد بسیار زیادی کیوبیت است.

📎لینک خبر
‼️لینک مقاله

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #فوتونیک_کوانتومی #اپتیک_کوانتومی