Vědci vyvinuli čip menší než zrnko písku: promítá Monu Lisu a posune kvantové počítače i 3D tisk

Vědci z MIT, University of Colorado at Boulder, Sandia National Laboratories a MITRE Corporation vyvinuli průlomovou technologii fotonického čipu, která by mohla zásadně změnit budoucnost kvantových počítačů, 3D tisku a biomedicínského zobrazování.

Vědci z MIT, University of Colorado at Boulder, Sandia National Laboratories a MITRE Corporation vyvinuli průlomovou technologii fotonického čipu, která by mohla zásadně změnit budoucnost kvantových počítačů, 3D tisku a biomedicínského zobrazování. Tento miniaturní čip, menší než 0,1 milimetru čtverečního, je schopen promítat obraz Mony Lisy na plochu menší než dvě lidské vaječné buňky.

Původním cílem výzkumu, známého jako Quantum Moonshot, bylo překonat problém s ovládáním milionů laserových paprsků potřebných pro škálování kvantových počítačů na miliony qubitů. Nový čip dokáže promítat 68,6 milionu jednotlivých světelných bodů, nazývaných skenovatelné pixely, za sekundu na milimetr čtvereční, což je více než padesátkrát vyšší výkon než u předchozích technologií. Henry Wen, výzkumník z MIT, zdůrazňuje, že se jim podařilo dosáhnout absolutního limitu, který umožňuje difrakce světla.

Klíčovou součástí čipu je pole drobných kovových konzol, které se pod vlivem napětí ohýbají a fungují jako miniaturní „skokanské můstky“ pro světlo. Světlo je vedeno podél každé konzoly pomocí vlnovodu a vystupuje z jejího hrotu. Konzoly obsahují tenkou vrstvu nitridu hliníku, piezoelektrického materiálu, který se pod napětím roztahuje nebo smršťuje, čímž pohybuje mikrostrojem nahoru a dolů a umožňuje skenování světelných paprsků po dvourozměrné ploše. I když inženýrství konzol probíhalo hladce, největší výzvou bylo synchronizovat a časovat světelné paprsky tak, aby generovaly správné barvy ve správný čas. Tým již úspěšně promítl film „A Charlie Brown Christmas“ pomocí tohoto čipu.

Kromě kvantových počítačů, kde čip umožní ovládat mnoho qubitů s výrazně menším počtem laserů, vidí vědci potenciál i v dalších oblastech. Henry Wen zmiňuje urychlení skenování objektů pro 3D tisk. Dnešní metody často využívají jediný laser, zatímco nový čip by mohl nasadit tisíce paprsků, čímž by se procesy trvající hodiny zkrátily na minuty. Dále se zkoumají různé tvary konzol, například spirály, které by mohly najít uplatnění v technologii „laboratoře na čipu“ pro buněčnou biologii nebo vývoj léků. Tato inovace tak otevírá široké spektrum možností pro budoucí technologický pokrok.