В микросхемах будут сходить лавины

Лавинно-пролетные диоды активно используются в оптоволоконной связи в качестве чувствительных фотодетекторов. В отличие от простых примесных фотодетекторов, в которых лишь сами фотогенерированные носители дают вклад в ток, в лавинном детекторе один фотоноситель в следствии ударной ионизации генерирует большое количество носителей, приводя к лавине. Это весьма похоже на работу фотоумножителя.

В большинстве случаев считалось, что самыми подходящими являются фотодетекторы на базе материалов группы А3В5, в частности InP. Но совсем сравнительно не так давно сотрудники Intel Corporation опровергли это представление. Им удалось создать лавинные фотодиоды на базе кремния-германия. Ясно, что они наилучшим образом встраиваются в разработку кремниевых интегральных схем.

На них удалось достигнуть рекордной полосы усиления – 340 ГГц. Помимо этого, такие фотодиоды, как выяснилось, владеют меньшим шумом, т.е. возможностью фальшивого срабатывания. Так, изготовленные фотодиоды смогут обеспечить скорость передачи данных 40 Гб/с.

Это открывает возможности их применения не только в совокупностях оптической связи, но и для обмена данными в компьютера.

Слева – полупроводниковая квантовая точка с одним избыточным электроном. Справа – сфера Блоха, обрисовывающая все вероятные состояния кубита. Поворот вектора Блоха (жирная стрелка) соответствует трансформации коэффициентов в суперпозиционном состоянии

В работе [2] американские (Stanford University) и японские (National Institute of Informatics) эксперты продемонстрировали, что сверхбыстрое когерентное управление состоянием единичного поясницы в полупроводниковой квантовой точке вероятно методом действия на данный спин пикосекундных импульсов циркулярно поляризованного лазерного излучения, что разрешает выполнить поворот вектора Блоха около оси x (поворот этого вектора около оси z осуществляется за счет ларморовской прецессии поясницы в магнитном поле), (см. рис.).

Комбинация трех так называемых эйлеровских поворотов (к примеру, одного – около оси z и двух – около оси x) позволяет выполнить произвольный поворот вектора Блоха, другими словами произвольную операцию с кубитом. В работе [2] изменение состояния кубита осуществлялось при помощи стимулированного рамановского адиабатического перехода (stimulated Raman adiabatic passage, STIRAP), сущность которого содержится в нерезонансных переходах между двумя энергетическими уровнями при участии вспомогательного возбужденного уровня.

Время одной операции (~ 10 пс) наряду с этим на 5 порядков меньше характерного времени декогерентизации поясницы в квантовой точке (~ 1 мкс), что вполне достаточно для квантовых вычислений. Сейчас необходимо поразмыслить, как применять оптическую методику для реализации двухкубитных операций.

• 1. F.H.L.Koppens et al., Nature 442, 766 (2006)
• 2. D.Press et al., Nature 456, 218 (2008)

Случайные записи:

• Премия rusnanoprize присуждена профессору чаду миркину за создание сферических нуклеиновых кислот
• Настольный ускоритель достиг рекордно высоких энергий

Что внутри в радиодеталях — К155ИЕ5

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Графен заменит медь в интегральных микросхемах

  Неповторимые особенности графена, например, необыкновенное поведение носителей заряда в нем, известны ученым с 2004 года, но до сих пор данный материал…

• Квантовые точки позволят диагностировать серьезные болезни надому

  Квантовые точки в растворе Квантовые точки в растворе Раковые клетки, выделенные посредством биологического молекулярного теста «В человеке практически в…

• Спиновые кубиты в графене

  Электронные поясницы рассматриваются как возможные кандидаты в носители квантовой информации. Логические состояния спинового кубита «0» и «1»…

• Ученые впервые подглядели за котом шредингера

  Американским ученым в первый раз удалось проследить постоянную эволюцию во времени квантовой совокупности при ее переходе из одного состояния в второе….