電子フォトニックチップを組み合わせることで、超高速の量子光検出が可能になります
ブリストル大学のQuantumEngineeringTechnology Labs（QET Labs）とUniversitéCôted’Azurの研究者は、光の量子的特徴をこれまでになく詳細に測定するための新しい小型光検出器を開発しました。 2つのシリコンチップが一緒に動作することで作られたこのデバイスは、記録的な高速で「圧搾された」量子光のユニークな特性を測定するために使用されました。
量子物理学のユニークな特性を利用することは、コンピューティング、通信、および測定において現在の最先端を凌駕する新しいルートを約束します。光がシリコンマイクロチップの情報のキャリアとして使用されるシリコンフォトニクスは、これらの次世代技術への刺激的な道です。
「スクイーズド光は、非常に便利な量子効果です。量子通信や量子コンピューターで使用でき、LIGOやVirgoの重力波観測所で感度を向上させるためにすでに使用されており、ブラックホール連星の合併などのエキゾチックな天文イベントの検出に役立ちます。したがって、測定方法を改善することは大きな影響を与える可能性があります」と研究者のJoelTasker氏は述べています。
スクイーズド光を測定するには、光の弱い量子特性を検出するために、超低電子ノイズ用に設計された検出器が必要です。しかし、このような検出器は、これまでのところ、測定できる信号の速度が制限されており、1秒あたり約1億サイクルです。
「これは、光コンピューターや非常に低レベルの光での通信など、新しい情報技術の処理速度に直接影響します。検出器の帯域幅が広いほど、計算の実行と情報の送信が速くなります」と共同主執筆者のJonathanFrazer氏は述べています。
統合された検出器は、これまでのところ、以前の最先端技術よりも1桁速くクロックされており、チームはさらに高速化するためにテクノロジーの改良に取り組んでいます。検出器のフットプリントは1平方ミリメートル未満です。この小さなサイズにより、検出器の高速性能が可能になります。検出器は、シリコンマイクロエレクトロニクスとシリコンフォトニクスチップで構成されています。
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