อังกฤษสร้างเซนเซอร์วัดแสงเล็กที่สุดในโลก หวังปูทางสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ให้เล็กลง

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบริสตอล (University of Bristol) ในอังกฤษ สร้างเซนเซอร์วัดแสงจากเทคโนโลยีควอนตัมที่มีขนาดเล็กที่สุดในโลก โดยมีความกว้าง 0.079 มิลลิเมตร ใกล้เคียงกับความหนาเส้นผมมนุษย์ที่ 0.048 มิลลิเมตร และความยาว 0.22 มิลลิเมตร แต่สามารถทำงานได้เร็วกว่าเซนเซอร์วัดแสงเทคโนโลยีควอนตัมในปัจจุบันถึง 10 เท่า

เซนเซอร์ดังกล่าวได้ฝังลงบนชิปซิลิคอนสำหรับการทำงานในระบบควอนตัม ซึ่งเป็นการปฏิวัติวิธีการออกแบบควอนตัมคอมพิวเตอร์จากที่ปัจจุบันจำเป็นต้องใช้ห้องขนาดใหญ่ในการวางระบบ พร้อมกับสร้างสภาพอุณหภูมิให้เย็นเพียงพอสำหรับระบายความร้อน แต่เซนเซอร์ตัวนี้สามารถทำงานในสภาพทั่วไปได้

โดยการสร้างเซนเซอร์วัดแสงในระบบควอนตัมจะไม่ได้เหมือนกับเซนเซอร์วัดแสงทั่วไปที่วัดจากคลื่นแสงที่ตกกระทบกับตัวเซนเซอร์แล้วแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า เพราะเซนเซอร์ควอนตัมจะใช้การวัดการเปลี่ยนแปลงสถานะทางควอนตัม (Quantum state) ของแสงที่เปรียบเสมือนคลื่นแทรก (Quantum noise) โดยเรียกเซนเซอร์ในลักษณะนี้ว่า โฮโมดายน์ (Homodyne detector) 

เป้าหมายหลักของการทำวิจัยและสร้างเซนเซอร์คือการสาธิตความเป็นไปได้ในการทำระบบควอนตัมคอมพิวเตอร์ภายใต้การทำงานแบบทั่วไปที่อุณหภูมิห้องและมีขนาดเล็กลงจากสถาปัตยกรรมการออกแบบในปัจจุบัน โดยงานวิจัยดังกล่าวเริ่มพัฒนามาตั้งแต่ปี 2021 ก่อนจะสำเร็จในปีนี้ โดยตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการ Science Advance เป็นที่เรียบร้อยแล้ว

ทั้งนี้ หนึ่งในทีมนักวิจัยเชื่อว่าการออกแบบเซนเซอร์จะช่วยให้เข้าใจพฤิตกรรมการเดินทางของแสงในระบบเชิงควอนตัม รวมถึงยังสามารถใช้ช่วยหาค่าความไวต่อแสงที่ควรนำมาใช้วัดในระบบ รวมถึงสามารถนำไปคำนวณเพื่อระบุสถานะทางควอนตัม (Quantum state) ซึ่งเป็นสมบัติพื้นฐานที่สำคัญในการศึกษาทางควอนตัมได้อีกด้วย

ข้อมูลจาก Interesting Engineering

ภาพจาก University of Bristol/EurekAlert