전자 칩과 광자 칩을 결합하여 초고속 양자 광 검출 가능

브리스톨 대학의 양자 공학 기술 연구소(QET Labs)와 코트다쥐르 대학(Université Côte d'Azur)의 연구원들은 그 어느 때보다 더 자세하게 빛의 양자 특징을 측정하기 위해 새로운 소형 광 검출기를 만들었습니다. 함께 작동하는 두 개의 실리콘 칩으로 만든 이 장치는 기록적인 고속에서 "압착된" 양자광의 고유한 특성을 측정하는 데 사용되었습니다.

양자 물리학의 고유한 특성을 활용하면 컴퓨팅, 통신 및 측정에서 현재의 최첨단 기술을 능가하는 새로운 경로를 약속합니다. 빛이 실리콘 마이크로 칩에서 정보의 운반자로 사용되는 실리콘 포토닉스는 이러한 차세대 기술을 향한 흥미로운 길입니다.

“압착된 빛은 매우 유용한 양자 효과입니다. 그것은 양자 통신 및 양자 컴퓨터에 사용될 수 있으며 이미 LIGO 및 Virgo 중력파 관측소에서 감도를 향상시키는 데 사용되어 블랙홀 병합과 같은 이국적인 천문학적 사건을 감지하는 데 도움이 됩니다. 따라서 측정 방법을 개선하면 큰 영향을 미칠 수 있습니다.”라고 연구원인 Joel Tasker가 말했습니다.

압축된 빛을 측정하려면 빛의 약한 양자 특성을 감지하기 위해 초저 전자 노이즈용으로 설계된 감지기가 필요합니다. 그러나 이러한 감지기는 지금까지 측정할 수 있는 신호의 속도(초당 약 1000만 주기)에서 제한되었습니다.

“이것은 광 컴퓨터와 매우 낮은 수준의 빛을 사용하는 통신과 같은 새로운 정보 기술의 처리 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 검출기의 대역폭이 높을수록 계산을 더 빠르게 수행하고 정보를 전송할 수 있습니다.”라고 공동 수석 저자인 Jonathan Frazer가 말했습니다.

통합 감지기는 지금까지 이전의 최첨단 기술보다 훨씬 빠른 속도로 클럭되었으며 팀은 더 빠르게 진행하기 위해 기술을 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 감지기의 설치 공간은 평방 밀리미터 미만입니다. 이 작은 크기는 감지기의 고속 성능을 가능하게 합니다. 감지기는 실리콘 마이크로일렉트로닉스와 실리콘 포토닉스 칩으로 제작되었습니다.