一、研究大背景

　　大規模制造高性能電子和光子學是實現下一代先進信息技術的基礎。弄清楚如何在現有的商業設施中制造量子技術是一項正在進行的國際努力，世界各地的大學研究和公司都在努力解決這個問題。

　　對于量子計算來說，能夠大規模制造高性能量子硬件可能是至關重要的，因為即使是一臺機器也需要大量的組件。

　　二、站在巨人肩膀上研究

　　為了實現這一目標，布里斯托大學研究人員展示了一種量子光探測器，該探測器被實現在一個芯片上，其電路占地80微米乘220微米。

　　最重要的是，量子光探測器的小尺寸意味著可以快速運行，這是解開高速量子通信和光量子計算機高速運行的關鍵。

　　使用已確立的和商業上可獲得的制造技術有助于盡早將其納入傳感和通信等其他技術的前景。

　　“這些類型的探測器被稱為同差探測器，它們在量子光學的應用中無處不在，”領導這項研究的量子工程技術實驗室主任喬納森·馬修斯教授解釋說。“它們在室溫下工作，你可以將它們用于量子通信，在非常敏感的傳感器中，比如最先進的引力波探測器，而且有量子計算機的設計可以使用這些探測器。”

　　2021年，布里斯托團隊展示了如何將光子芯片與單獨的電子芯片連接起來，從而提高量子光探測器的速度——現在，通過單個電子-光子集成芯片，該團隊進一步將速度提高了10倍，同時將占地面積減少了50倍。

　　雖然這些探測器又快又小，但它們也很敏感。

　　“測量量子光的關鍵是對量子噪聲的敏感性”作者Giacomo Ferranti博士解釋說。“在所有光學系統中，量子力學是一種微小的、基本的噪音。這種噪聲的行為揭示了系統中哪種量子光的信息，它可以決定光學傳感器的靈敏度，它可以用來用數學方法重建量子態。在我們的研究中，重要的是要表明，使探測器更小、更快并不會阻礙其測量量子態的靈敏度。”

　　三、未來繼續深入

　　作者指出，在將其他顛覆性量子技術硬件集成到芯片規模方面，還有更多令人興奮的研究要做。對于新的探測器，效率需要提高，并且在許多不同的應用中對探測器進行試驗還有很多工作要做。

　　馬修斯教授補充說:“為了使其更容易應用，我們在一個商業上可訪問的鑄造廠建造了探測器。雖然我們對一系列量子技術的影響感到非常興奮，但作為一個社區，我們必須繼續應對量子技術可擴展制造的挑戰。如果沒有展示真正可擴展的量子硬件制造，量子技術的影響和好處將被推遲和限制。”

　　以上是關于布里斯托大學開發出史上最小量子光探測器的全部新聞，了解更多英國留學熱門資訊，歡迎大家添加VX：Tops6868，托普仕留學多年名校申請經驗助力你的留學申請。