Mae cyfrifiadura cwantwm ffotonig yn dod yn ei flaen yn gyflym-ond mae graddio llwyfannau caledwedd yn gofyn am fwy nag arloesi qubit. Mae cysylltedd ffibr i sglodyn, yn benodol, yn dod i'r amlwg fel cyfyngiad peirianyddol.
Mae cyfrifiaduron cwantwm ffotonig yn dibynnu ar araeau ffibr aml-sianel i gyplu golau i gylchedau integredig ffotonig (PICs). Gall hyd yn oed camlinio nanomedr-ar raddfa arwain at golli ffoton, diraddio ffyddlondeb maglu, ac effeithio ar berfformiad cyffredinol y system. Er bod araeau ffibr confensiynol a ddatblygwyd ar gyfer cymwysiadau datacom a thelathrebu yn cynnig trwybwn uchel, ni chawsant eu cynllunio i fodloni gofynion colli isel iawn pensaernïaeth cwantwm. Wrth i'r diwydiant drosglwyddo o brototeipiau ymchwil i systemau masnachol cynnar, rhaid i drachywiredd pecynnu esblygu o her labordy i allu diwydiannol.
Mae'r fantais fanwl y mae aliniad gweithredol yn ei darparu yn ymestyn ymhell y tu hwnt i systemau cwantwm. Mae unrhyw raglen ffotonig sy'n gweithredu gyda chyllidebau colled optegol tynn-boed ar gyfer cyfathrebu gofod, synhwyro amddiffyniad, datacom, neu seilwaith telathrebu-yn elwa'n uniongyrchol o golled mewnosod is ac unffurfiaeth sianel dynnach i-sianel. Ar gyfer cymwysiadau synhwyro optegol analog, mae llai o golled cyplu yn galluogi canfod signalau gwannach a defnydd mwy effeithlon o'r lled band laser llawn o, er enghraifft, deuod allyrru golau uwch-oleuol (SLED; a ddangosir yn y ffigwr isod ar y dde a'r chwith, yn y drefn honno). Mae colled is hefyd yn golygu bod angen llai o bŵer gyrru laser i gwrdd â chyllideb optegol benodol: Mae laserau'n rhedeg yn oerach, yn cynhyrchu llai o wres gwastraff, ac yn para'n hirach. Y canlyniad yw ôl troed thermol llai, llai o oeri uwchben, a gwell oes cynnyrch yn gyffredinol.
Symud y tu hwnt i aliniad goddefol
Datblygodd MicroAlign lwyfan microdriniaeth i alinio ffibrau unigol yn weithredol â manwl gywirdeb lefel nanomedr. Mae araeau ffibr traddodiadol yn dibynnu ar osod goddefol mewn rhigolau V trachywir, lle mae goddefiannau mecanyddol yn cronni ar draws sianeli. Mewn cyferbyniad, mae aliniad gweithredol yn addasu safle ffibr yn ddeinamig yn ystod y cynulliad, gan gywiro gwyriadau traw cyn gosod parhaol. Mae'r dull hwn yn galluogi araeau amlsianel wedi'u optimeiddio ar gyfer colled mewnosod lleiaf posibl.
Wrth i dargedau perfformiad dynhau, disgwylir colledion cyplu optegol o dan 0.5 dB yn gynyddol mewn cymwysiadau ffotonig cwantwm a-pen uchel eraill. Mae cynnal lefelau colled o'r fath yn gyson ar draws cyfeintiau cynhyrchu yn gofyn nid yn unig yn fanwl gywir, ond hefyd rheolaeth broses ailadroddadwy.
Cynyddu cynhyrchiant ar gyfer galw sy'n dod i'r amlwg
Er mwyn cefnogi diwydiannu, sicrhaodd MicroAlign Grant Cyflymydd EIC €2.5M ($2.8M), sy'n cynnwys elfen ecwiti, i gyflymu awtomeiddio ein gweithgynhyrchu araeau ffibr. Mae'r cyllid yn cefnogi cynyddu trwybwn cynhyrchu tra'n cynnal allbwn cyson o ansawdd uchel. Mae'r newid hwn yn hollbwysig wrth i gwmnïau cyfrifiadura cwantwm ddechrau cynllunio gosodiadau ar raddfa fwy. Nid yw araeau ffibr yn is-systemau ymylol o fewn cyfrifiaduron cwantwm ffotonig. Gall fod angen miloedd o araeau ar gyfer un system ar raddfa fawr. Wrth i fabwysiadu gyflymu, mae cadwyn gyflenwi ddibynadwy a graddadwy yn strategol bwysig.
Dwysedd uwch a thraw tynnach
Y tu hwnt i raddio trwybwn, rydym hefyd yn mynd i'r afael â dwysedd. Yn ystod 2026, mae MicroAlign yn bwriadu cyflwyno cenhedlaeth newydd o araeau ffibr hynod gywir gyda thraw sianeli i lawr i 127 µm. Mae lleihau traw yn galluogi pecynnu ffotonig mwy cryno ac yn cefnogi dwysedd I / O uwch ar sglodion integredig. Wrth i gylchedau ffotonig ymgorffori cyfrif sianeli cynyddol, daw araeau ffibr trwchus yn hanfodol i gynnal olion traed hylaw a chymhlethdod llwybro.
Mae aliniad gweithredol yn cynnig manteision mewn ffurfweddiadau trwchus o'r fath, lle gall gwallau lleoliad bach effeithio'n sylweddol ar golled optegol cyfanredol ar draws sianeli lluosog.
Y tu hwnt i gymwysiadau cwantwm
Er mai cyfrifiadura cwantwm yw'r prif yrrwr, mae'r angen am gysylltedd colled hynod isel yn ymestyn i lawer o barthau ffotonig datblygedig eraill-a gall y cyfle masnachol yn y marchnadoedd hyn fod yr un mor arwyddocaol.
Mewn newid a llwybro optegol, mae switshis systemau microelectromecanyddol (MEMS) a switshis dethol tonfedd yn gydrannau craidd o rwydweithiau y gellir eu hailgyflunio ar gyfer canolfannau data ac asgwrn cefn telathrebu. Mae'r dyfeisiau hyn yn sensitif iawn i golled mewnosod: Mae pob 0.1 dB ychwanegol o aneffeithlonrwydd cyplu ar y rhyngwyneb ffibr i-sglodion yn erydu ymyl y system yn uniongyrchol a gallai orfodi'r defnydd o fwyhad optegol drutach. Mae araeau wedi'u halinio gweithredol sy'n gallu cyrraedd targedau colledion is-0.5 dB yn gyson yn galluogi dylunwyr systemau i lacio gofynion mwyhaduron, lleihau'r defnydd o bŵer, ac ymestyn cyrhaeddiad heb seilwaith ychwanegol.
Mae amddiffyn a ffotoneg y gofod yn cyflwyno achos yr un mor gymhellol. Mae terfynellau cyfathrebu optegol gofod rhad ac am ddim, synwyryddion LiDAR, a llwythi tâl lloeren oll yn galw am yr effeithlonrwydd cyplu uchaf posibl i weithredu'n ddibynadwy o dan gyllidebau cyfyngedig o ran maint, pwysau a phŵer (SWaP). Ar gyfer yr amgylcheddau hyn, gall ffracsiwn o ddesibel sy'n cael ei gadw yn y rhyngwyneb sglodion ffibr drosi'n uniongyrchol i system ystod lai, ysgafnach a hirach. Mae unffurfiaeth perfformiad ar draws pob sianel-dilysnod-araeau aliniedig gweithredol-yn arbennig o hollbwysig ar gyfer araeau synhwyrydd amlsianel lle gall amrywiad sianeli i{10}}ddiraddio cywirdeb mesur.
Erbyn 2029, nod MicroAlign yw cefnogi cyfran sylweddol o systemau cyfrifiadurol cwantwm ffotonig ledled y byd gyda'i araeau ffibr hynod gywir. Mae ein map ffordd hefyd yn targedu-segmentau cwantwm sy'n tyfu'n gyflym, gan gynnwys newid optegol, cyfathrebiadau cydlynol, synhwyro, a ffotoneg amddiffyn-lle mae'r un galluoedd gweithgynhyrchu manwl yn mynd i'r afael ag anghenion cwsmeriaid sefydledig a brys.
Pecynnu manwl fel gwahaniaethydd cystadleuol
Mae diwydiannu aliniad gweithredol yn adlewyrchu newid ehangach ar gyfer gweithgynhyrchu ffotoneg. Mae araeau ffibr yn esblygu o gydrannau telathrebu wedi'u nwydd i mewn i -is-systemau peirianyddol manwl sy'n ganolog i berfformiad system-ar draws cyfrifiadura cwantwm, synhwyro uwch, cyfathrebu optegol, a ffotoneg amddiffyn.
Mae marchnadoedd ffotoneg pen cwantwm ac uchel sy'n dod i'r amlwg yn ailddiffinio disgwyliadau: Nanometer-cywirdeb traw ar raddfa, colled cyplu is-0.5 dB, dwysedd sianel uchel, ac awtomeiddio graddadwy. Mae cyfarfod y pedwar ar yr un pryd yn gofyn am ailfeddwl am fethodolegau cynulliad.
Wrth i gyfrifiadura cwantwm ffotonig symud tuag at ddefnydd masnachol, gall graddadwyedd technolegau pecynnu fod mor hanfodol â datblygiadau mewn pensaernïaeth qubit. Ac ar gyfer y marchnadoedd ffotonig perfformiad uchel niferus nad ydynt yn cynnwys un qubit, mae'r un wers yn berthnasol. Mewn diwydiant lle mae pob ffracsiwn o ddesibel yn bwysig, nid yw pecynnu manwl yn fanylyn bellach-mae'n fantais strategol.
