Dünyanın İlk Hibrit Çipi.

Elektronik, Fotonik ve Kuantum Gücü Tek Bir Yonga Üzerinde

Tem 19, 2025

Dünyanın İlk Hibrit Çipi: Elektronik, Fotonik ve Kuantum Gücü Tek Bir Yonga Üzerinde

Boston University – 18 Temmuz 2025

Akademik bir ekip, kuantum ışık kaynaklarını ve kontrol elektroniğini tek bir silikon çip üzerinde entegre etmeyi başardı.

Kuantum teknolojisinde önemli bir adım atan Boston Üniversitesi, UC Berkeley ve Northwestern Üniversitesi’nden araştırmacılar, elektronik, fotonik ve kuantum bileşenlerini birleştiren ilk çipi geliştirdi. Nature Electronics dergisinde yayınlanan çalışma, standart 45 nanometre yarı iletken üretim süreci kullanılarak üretilen ve kuantum ışık kaynaklarını stabil kontrol elektroniğiyle birleştiren bir sistem detaylandırıyor.

Bu entegrasyon, çipin tutarlı şekilde kuantum ışık çiftleri (foton çiftleri) üretmesini sağlıyor. Bu çiftler, kuantum hesaplama, iletişim ve sensör teknolojileri için kritik öneme sahip. Buluş, “kuantum ışık fabrikası” çiplerinin seri üretimine ve birbirine bağlı çoklu kuantum sistemlerin geliştirilmesine doğru atılmış büyük bir adım niteliğinde.

“Kuantum Işık Fabrikası” Nasıl Çalışıyor?

Elektronik çipler elektrik akımıyla, optik iletişim lazer ışığıyla çalışıyorsa, kuantum teknolojileri de istikrarlı bir kuantum ışık kaynağına ihtiyaç duyacak. Araştırmacılar, silikon çip üzerine milimetreden küçük boyutlarda yüzlerce “kuantum ışık fabrikası” yerleştirdi.

Bu fabrikalar, mikro-halka rezonatörler (NVIDIA CEO’su Jensen Huang’ın da AI donanımlarında optik bağlantı için önemini vurguladığı yapılar) kullanıyor. Foton çiftleri üretmek için rezonatörlerin lazer ışığıyla senkronize kalması gerekiyor. Ancak sıcaklık değişimleri veya üretim toleransları bu senkronizasyonu bozabiliyor.

Çözüm: Ekip, her bir rezonatörün içine fotodiyotlar ve ısıtıcılar yerleştirerek gerçek zamanlı kontrol sağladı. Böylece sıcaklık dalgalanmalarına rağmen foton çifti üretimi kesintisiz sürdürülebiliyor.

Neden Önemli?

Ölçeklenebilirlik: Tüm bileşenlerin tek çipte entegre olması, seri üretimi mümkün kılıyor.
Kararlılık: Kuantum sistemlerin en büyük sorunu olan “tutarsızlık”, gömülü kontrol elektroniğiyle aşılıyor.
Uygulama Çeşitliliği:
- Kuantum Şifreleme: Güvenli iletişim ağları.
- Kuantum Hesaplama: Hata düzeltme mekanizmaları için foton çiftleri.
- Yüksek Hassasiyetli Sensörler: Tıbbi görüntüleme ve kuantum radar.