科学家在一种设备中用电子和光构建第一个量子芯片

在使量子技术更加实用和可扩展的主要步骤中,波士顿大学,加州大学伯克利分校和西北大学的科学家创造了世界上第一个结合了电子,光子学(基于光子技术)和量子系统的芯片。在自然电子产品上发表的这一突破表明,有可能使用相同的制造过程来建立复杂的量子芯片。

来源:Knowridge科学报告
包装的电路板,其中包含在实验过程中放置在显微镜下的芯片的芯片。学分:波士顿大学。

在使量子技术更加实用和可扩展的主要步骤中,波士顿大学,加州大学伯克利分校和西北大学的科学家创造了世界上第一个结合了电子,光子学(基于光子技术)和量子系统的芯片。

这一突破性在自然电子中发表,表明可以使用与常规计算机芯片相同的制造过程来构建复杂的量子芯片。

自然电子,

这种新芯片是使用标准的45纳米半导体工艺制成的,该过程在科技行业中使用,这使得大规模生产变得更加容易,更便宜。

使其与众不同的是它可以可靠地生成配对的光颗粒流,称为光子,这对于量子计算,安全通信和高级感应至关重要。

每个芯片就像“量子轻型工厂”,其中包含12个生成这些光子对的小型设备,称为微孔谐振器。

这些微小的环必须与激光光完美保持同步,以使过程平稳运行。

但是,它们对温度变化甚至在制造方式上的差异很小。如果没有主动控制,整个系统就可以失去调音并停止工作。

为了解决这个问题,研究人员将智能控制系统直接构建到芯片中。

芯片可以感觉到谐振器从同步中移出并使用微小的内置加热器和探测器自动调整它们。

这种实时调整使芯片即使周围的环境发生变化,芯片也可以保持量子光的一致生成。

构建该系统需要在不同领域(包括电子,光子学和量子科学)的罕见团队合作。