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近日,英国布里斯托大学的量子工程技术实验室(QET Labs)和法国蔚蓝大学的研究人员共同开发了一种微型光探测器,该设备由硅光子芯片和硅电子芯片共同组成,如图1所示,可以用于高速测量压缩(squeezed)量子光的特殊特性,与之前的光探测器相比,该探测器可以更为详细地测量光的量子特征,且测量速度也得到了大幅度的提升。
图1 微型探测器实物图 随着近年来对量子物理学的研究发现,压缩量子光是一种非常有用的量子效应,可以将其应用于量子通信和量子计算机当中,并且已经被LIGO和Virgo引力波天文台用于提高它们的灵敏度,从而提高了探测黑洞合并等外太空天文现象的能力。 但在探测压缩量子光的领域却迟迟很难有所进展,这是由于测量压缩量子光需要使用超低电子噪声的检测器,以便检测光的弱量子特性,但迄今为止的测量速度都局限于1 GHz左右,直接影响到了量子光计算机和光通信等新型信息技术的处理速度。 针对这一问题,QET Labs的研究人员在量子部分出发,提出了一种新型量子架构,并通过硅集成技术将硅电子学芯片和硅光子学芯片相互组合,使其可实现探测器的超高检测速度能力,且芯片结合的方法使得设备不仅可以轻易的实现小型化(其探测器整体尺寸小于1 mm²),还可以最大程度的提高其探测性能。 该探测器设备已经超越了现阶段的其他压缩光探测设备的运行速度,为未来高性能量子计算机和量子通信的发展铺平了道路。
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