硅芯片上可集成最小量子光探测器

硅芯片上可集成最小量子光探测器英国布里斯托大学的研究人员在扩展量子技术方面取得了重要突破。他们将世界上最小的量子光探测器集成到硅芯片上。小尺寸意味着量子光探测器可以更快,这是解锁高速量子通信和实现光量子计算机高速运行的关键。研究人员解释说,这种类型的探测器被称为零差探测器。它们能在室温下工作,可用于量子通信、极其灵敏的传感器(比如最先进的引力波探测器),以及一些量子计算机中。相关研究发表在17日出版的《科学进步》杂志上。

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日本月球探测器已恢复工作

日本月球探测器已恢复工作日本宇宙航空研究开发机构说,日本首次成功登陆月球的无人探测器已恢复工作。著陆时由于姿态异常,光伏电池板无法发电,但随著太阳方向改变,有可能已开始发电。机构说,两日前成功与探测器建立通信,启动探测器上的相机,对月球表面进行拍摄,以研究岩石的详细成分和了解月球的起源等。探测器本月20日成功登陆月球,令日本成为第五个成功让探测器登月的国家。另外,也成功进行「精准著陆」,探测器在距离目标地点55米的半径内著陆。但探测器在著陆时,两台主引擎中的一台异常,令探测器以「倒立」的姿势著陆,光伏电池板朝向西面,一直无法发电。2024-01-3007:51:12

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研究人员开发出可用于医疗传感器等领域的有机光电探测器研究人员已经开发并展示了新的绿光吸收透明有机光电探测器,它具有高灵敏度并跟CMOS制造方法兼容。将这些新的光电探测器纳入有机-硅混合图像传感器可能对许多应用有用。这些应用包括基于光的心率监测、指纹识别及检测附近物体存在的设备。无论是用于科学相机还是智能手机,今天的大多数成像传感器都是基于CMOS技术和无机光电探测器将光信号转换成电信号。尽管由有机材料制成的光电探测器正在吸引人们的注意,因为它们可以帮助提高灵敏度,如到目前为止,事实证明很难制造出高性能的有机光电探测器。共同领导研究小组、韩国亚洲大学的SungjunPark说道:“要将有机光电探测器纳入大规模生产的CMOS图像传感器中需要易于大规模制造的有机光吸收剂并能完成生动的图像识别以在黑暗中以高帧率产生清晰的图像。我们开发了透明的绿色敏感的有机光电二极管,可以满足这些要求。”研究人员于当地时间8月25日在《Optica》上描述了新的有机光电探测器。另外,他们还通过将透明的绿色吸收有机光电探测器叠加到带有红色和蓝色过滤器的硅光电二极管上创造了一个混合的RGB成像传感器。“由于引入了混合有机缓冲层,这些图像传感器中使用的绿色选择性光吸收有机层大大减少了不同颜色像素之间的串扰,”来自韩国三星高级技术研究所(SAIT)的研究小组共同负责人Kyung-BaePark说道,“这种新设计可以使高性能的有机光电二极管成为用于各种应用的成像模块和光电传感器的主要部件。”更加实用的有机光电探测器大多数有机材料由于对温度敏感而不适合大规模生产。它们要么不能承受用于后处理的高温,要么在中等温度下长期使用时变得不稳定。为了克服这一挑战,科学家们专注于修改光电探测器的缓冲层以提高稳定性、效率和检测性。探测性是衡量一个传感器能够探测到微弱信号的程度。“我们引入了一个浴铜灵(BCP):C60混合缓冲层作为电子传输层,”SungjunPark说道,“这使有机光电探测器具有特殊的特性,包括更高的效率和极低的暗电流,从而降低了噪音。”这种光电探测器可以放在带有红色和蓝色过滤器的硅光电二极管上以创建一个混合图像传感器。研究人员证明,新的光电探测器表现出跟传统硅光电二极管相当的检测率。探测器在150°C以上的温度下稳定运行2小时,并在85°C下显示出30天的长期运行稳定性。这些光电探测器还表现出良好的色彩表现力。下一步,他们计划定制新的光电探测器和混合图像传感器,用于各种应用,如移动和可穿戴传感器、接近传感器和显示器上的指纹装置。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308849.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1308849.htm

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英特尔探索硅基量子处理器通过独特方法超越竞争对手照片显示的是300毫米英特尔硅自旋量子位晶片。2024年5月,《自然》(Nature)杂志发表了英特尔的研究论文《探测300毫米自旋量子位晶片上的单个电子》,展示了最先进的自旋量子位均匀性、保真度和测量统计。(图片来源:英特尔公司)英特尔公司的量子硬件研究人员开发了一种300毫米的低温探测工艺,利用互补金属氧化物半导体(CMOS)制造技术,在整个晶片上收集有关自旋量子比特器件性能的大量数据。量子比特器件产量的提高与高通量测试过程相结合,使研究人员能够获得更多的数据来分析均匀性,而均匀性是扩大量子计算机规模所需的重要步骤。研究人员还发现,来自这些晶片的单电子器件在作为自旋量子比特运行时表现良好,达到了99.9%的栅极保真度。这一保真度是全CMOS工业制造的量子比特所达到的最高水平。英特尔公司量子硬件工程师OttoZietz站在俄勒冈州希尔斯伯勒的量子低温冷冻机旁。这台低温冷冻机可以将300毫米的硅晶片降到1.7开尔文的超低温--仅比绝对零度高出一线。(图片来源:英特尔公司)自旋量子比特的尺寸很小,直径约为100纳米,因此密度比其他量子比特类型(如超导量子比特)要大,从而可以在相同尺寸的单个芯片上制造出更复杂的量子计算机。这种制造方法采用了极紫外光(EUV)光刻技术,这使得英特尔能够在大批量生产的同时实现如此小的尺寸。要实现具有数百万个统一量子比特的容错量子计算机,需要高度可靠的制造工艺。英特尔利用其在晶体管制造方面的传统专业知识,通过利用其最先进的300毫米CMOS制造技术(该技术可在每个芯片上例行生产数十亿个晶体管),在制造与晶体管类似的硅自旋量子比特方面处于领先地位。在这些研究成果的基础上,英特尔计划继续利用这些技术取得进展,增加更多互连层,制造出具有更多量子比特数和连接性的二维阵列,并在其工业制造工艺上演示高保真双量子比特门。不过,当务之急仍然是扩大量子器件的规模,提高下一代量子芯片的性能。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429434.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1429434.htm

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新研发的超导纳米线光子检测器可实现高速量子通信在Optica出版集团的高影响力研究杂志《Optica》上,由美国宇航局喷气推进实验室的MatthewD.Shaw领导的研究人员描述并展示了他们用于测量光子到达时间的新探测器,他们称之为PEACOQ(用于计算光量子的性能增强阵列)探测器。"我们的新探测器是由硅芯片上的32个氮化铌超导纳米线组成的,它可以实现高精度的高计数率,"研究小组成员、博士后学者IoanaCraiciu说。"该探测器的设计考虑到了量子通信,因为这是一个一直受限于现有探测器性能的技术领域。"研究小组负责人MatthewShaw检查了安装在低温箱内的PEACOQ探测器,以便进行测试该探测器是作为美国宇航局项目的一部分而开发的,该项目旨在实现空间到地面的量子通信新技术,从而在未来实现跨洲际距离的量子信息共享。这项工作建立在为美国宇航局深空光通信项目开发的技术基础上,该项目将首次展示来自行星际空间的自由空间光通信。Craiciu说:"目前还没有另一个探测器能够以同样的时间分辨率如此快速地计算单光子。我们知道这个探测器将对量子通信有用,但我们也希望它能实现我们尚未考虑的其他应用。"更快的量子通信加快量子通信传输速率需要在接收端有一个探测器,它可以进行快速测量,并表现出较短的死机时间,这样它就可以与到达的高速率光子抗衡。探测器还必须精确测量光子的到达时间。Craiciu说:"尽管有一些探测器可以高精度地测量光子的到达时间,但当光子快速连续到达时,它们很难跟上,可能会错过一些光子,或者把它们的到达时间弄错,我们设计的PEACOQ探测器可以精确测量单个光子的到达时间,即使它们正以很高的速度撞击探测器。它也是高效的,它不会错过许多光子。"PEACOQ探测器是由厚度仅为7.5纳米的纳米线制成的,或比人的头发薄约1万倍。在非常冷的温度下操作它--大约1开尔文,或-458°F--使纳米线变得超导,这意味着它们没有电阻。在超导条件下,任何击中一根导线的光子都有很大机会被该导线吸收。任何被吸收的光子都会产生一个热点,以一种可检测的方式增加电线的电阻。一台计算机和一个时数转换器被用来记录电阻变化的时间,从而记录一个光子到达探测器的时间。当探测器测量一个光子时,它输出一个电脉冲,而时间-数字转换器非常精确地测量这个电脉冲的到达时间,其分辨率低于100皮秒,或比弹指一挥间快7000万倍。新开发的一种新的时间-数字转换器可以用这种时间分辨率同时测量多达128个通道,这很重要,因为探测器需要32个通道。为了展示新的探测器,研究人员通过将其安装在一个低温箱中将其冷却到1开尔文。他们使用了一个定制的测试装置,将光送入低温箱到检测器,并使用一连串的电子装置将检测器的输出信号从低温箱中传输出来,将其放大并记录。由于有32根纳米线,研究人员不得不使用32套每个组件,包括32根电缆和32个每种类型的放大器。前所未有的计数能力"我们对检测器的工作情况非常满意,"Craiciu说。"它能够测量光子的速率是我们所见过的最高的。它需要一个复杂的设置,因为32个纳米线中的每一个都要单独读出,但对于你真正需要以高速度和高精度测量光子的应用来说,它是值得麻烦的。"通常情况下,正在传输的量子信息被设置为一个时钟,每条信息被编码为一个光子,并在一个刻度上发送。能多精确地测量光子到达接收器的时间,决定了抵达距离能有多近而不出错,因此它决定了能多快地发送信息。新的检测器使得以最先进的10GHz的时钟频率进行量子通信变得切实可行。研究人员仍在努力对PEACOQ探测器进行改进,目前该探测器的效率约为80%--这意味着有20%的光子撞上探测器后没有被测量。他们还计划建造一个可用于量子通信实验的便携式接收器装置。它将包含几个PEACOQ探测器以及光学器件、读出电子器件和一个低温恒温器。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341119.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1341119.htm

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印度成功发射该国首个太阳探测器印度继发射月球探测器著陆月球南极后,发射该国首个太阳探测器。搭载探测器「日地L1点太阳」号的运载火箭周六从安得拉邦斯里赫里戈达岛的航天中心发射升空。探测器将历时约4个月,抵达距离地球约150万公里的「日地拉格朗日1点」。印度太空研究组织表示,探测器在将对太阳进行持续观测。探测器上携带的7种科学仪器将帮助研究人员进一步了解太阳耀斑和日冕物质抛射等太阳活动的成因。「日地L1点太阳」号探测器造价约4800万美元,是印度继月球探测器「月船3号」8月23日在月球南极著陆后开展的另一项太空探索任务。2023-09-0300:10:37

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