신형 듀얼 칩 검출기, 양자광 초고속 측정 달성

브리스톨 대학교 양자공학기술연구소(QET Labs)와 코트다쥐르 대학교(Université Côte d'Azur) 연구자들이 두 개의 실리콘 칩이 협력하여 만들어진 새로운 소형 광 검출기를 개발했습니다. 이 장치는 '스퀴즈드(squeezed)' 양자광의 고유 특성을 이전보다 더 자세히, 기록적인 고속으로 측정하는 데 사용되었습니다.

양자물리학의 고유 특성을 활용하면 컴퓨팅, 통신, 측정에서 현재 최첨단을 능가하는 새로운 경로가 열립니다. 실리콘 포토닉스(빛을 실리콘 마이크로칩에서 정보 전달체로 사용)는 이러한 차세대 기술을 향한 흥미로운 길입니다.

"스퀴즈드 라이트는 매우 유용한 양자 효과입니다. 양자 통신과 양자 컴퓨터에 사용될 수 있으며, 이미 LIGO와 Virgo 중력파 관측소에서 감도를 향상시키는 데 사용되어 블랙홀 병합 같은 이국적인 천문학적 사건 감지를 도왔습니다. 따라서 이를 측정하는 방법을 개선하면 큰 영향을 미칠 수 있습니다."라고 연구원 Joel Tasker가 말했습니다.

스퀴즈드 라이트를 측정하려면 약한 양자광 특성을 감지하기 위해 초저전자 잡음을 위해 설계된 검출기가 필요합니다. 그러나 이러한 검출기는 지금까지 측정할 수 있는 신호 속도에 제한이 있었습니다. 약 1초에 1천억 사이클(1,000만 MHz) 정도입니다.

"이는 매우 낮은 빛 수준에서의 광 컴퓨터와 통신 같은 신흥 정보 기술의 처리 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 검출기의 대역폭이 높을수록 계산과 정보 전송을 더 빠르게 수행할 수 있습니다."라고 공동 제1저자 Jonathan Frazer가 말했습니다.

집적 검출기는 지금까지 이전 최첨단보다 10배(한 자릿수) 더 빠른 속도로 측정되었습니다. 팀은 기술을 더 빠르게 다듬기 위해 노력 중입니다. 검출기의 풋프린트는 1제곱밀리미터 미만입니다. 이 작은 크기가 검출기의 고속 성능을 가능하게 합니다. 검출기는 실리콘 마이크로전자공학과 실리콘 포토닉스 칩으로 구성됩니다.