نخستین تراشه کارخانه نور کوانتومی جهان با فناوری استاندارد نیمه‌رسانا ساخته شد
نخستین تراشه کارخانه نور کوانتومی جهان با فناوری استاندارد نیمه‌رسانا ساخته شد
در پیشرفتی چشمگیر به‌سوی فناوری کوانتومی عملیاتی، گروهی مشترک از دانشگاه‌های بوستون، برکلی کالیفرنیا و نورث‌وسترن موفق به ساخت اولین تراشه یکپارچه الکترونیک-فوتونیک-کوانتومی جهان شد.
به گزارش نیوزلن و به نقل از Interesting Engineering، این تراشه که با فرآیند استاندارد ۴۵ نانومتری تجاری تولید شده، قادر است همزمان ۱۲ منبع نور کوانتومی را مدیریت و پایدارسازی کند.
گفتنی است، هر منبع که کمتر از یک میلی‌متر مربع فضا اشغال می‌کند، با کمک رزوناتورهای حلقه‌ای میکروسکوپی و لیزر خارجی، جفت‌های فوتون همبسته تولید می‌کند؛ ذراتی که ستون فقرات رایانش کوانتومی، حسگری و ارتباطات امن آینده خواهند بود.
میلوش پوپوویچ، دانشیار دانشگاه بوستون، تأکید دارد: «این گام کوچک اما بسیار مهم نشان می‌دهد که می‌توان سیستم‌های کوانتومی تکرارپذیر و قابل‌کنترل را در کارخانه‌های تجاری نیمه‌رسانا ساخت».
چالش اصلی، حساسیت شدید رزوناتورها به تغییرات دما و خطاهای ساخت بود که به‌راحتی هماهنگی را برهم می‌زد. بر این اساس، پژوهشگران برای اولین بار سیستم کنترل و پایدارسازی را مستقیماً روی خود تراشه جاسازی کردند.
فتودیودهای داخلی انحراف را تشخیص می‌دهند و هیترهای روی‌تراشه همراه با منطق کنترلی، در کسری از ثانیه اصلاحات لازم را اعمال می‌کنند.
انیرود رامش، دانشجوی دکتری دانشگاه نورث‌وسترن که اندازه‌گیری‌های کوانتومی را رهبری کرد، اظهار می‌دارد: «هیجان‌انگیزترین بخش، پایدارسازی لحظه‌ای یک فرایند کوانتومی دقیقاً روی تراشه است؛ گامی حیاتی به‌سوی سیستم‌های کوانتومی مقیاس‌پذیر.»
گفتنی است بزرگ‌ترین دشواری، هماهنگ کردن نیازهای سختگیرانه اپتیک کوانتومی با محدودیت‌های سفت و سخت فرآیند CMOS تجاری بود. این تراشه روی همان پلتفرم ۴۵ نانومتری ساخته شده که پیش‌تر برای اتصالات هوش مصنوعی و ابرکامپیوترها به‌کار می‌رفت.
این دستاورد نه‌تنها درهای کارخانه‌های بزرگ نیمه‌رسانا را به‌سوی تولید انبوه فناوری کوانتومی می‌گشاید، بلکه نشان می‌دهد آینده رایانش و ارتباطات امن می‌تواند روی خطوط تولید کنونی ساخته شود.
