फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटिंग तेजी से आगे बढ़ रही है, लेकिन हार्डवेयर प्लेटफॉर्म को स्केल करने के लिए क्वबिट इनोवेशन से कहीं अधिक की आवश्यकता है। विशेष रूप से फ़ाइबर से {{3} चिप कनेक्टिविटी, एक इंजीनियरिंग बाधा के रूप में उभर रही है।
फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटर प्रकाश को फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट (पीआईसी) में जोड़ने के लिए मल्टीचैनल फाइबर सरणियों पर निर्भर करते हैं। यहां तक कि नैनोमीटर - स्केल का गलत संरेखण भी फोटॉन हानि, उलझाव निष्ठा को ख़राब कर सकता है, और समग्र सिस्टम प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है। जबकि डेटाकॉम और टेलीकॉम अनुप्रयोगों के लिए विकसित पारंपरिक फाइबर ऐरे उच्च थ्रूपुट प्रदान करते हैं, उन्हें क्वांटम आर्किटेक्चर की अल्ट्रालो {3} हानि आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था। जैसे-जैसे उद्योग अनुसंधान प्रोटोटाइप से प्रारंभिक वाणिज्यिक प्रणालियों में परिवर्तित हो रहा है, पैकेजिंग परिशुद्धता को प्रयोगशाला चुनौती से औद्योगिक क्षमता तक विकसित करना होगा।
सक्रिय संरेखण द्वारा प्रदान किया जाने वाला सटीक लाभ क्वांटम सिस्टम से कहीं आगे तक फैला हुआ है। अंतरिक्ष संचार, रक्षा संवेदन, डेटाकॉम, या दूरसंचार बुनियादी ढांचे के लिए सख्त ऑप्टिकल हानि बजट के साथ काम करने वाला कोई भी फोटोनिक एप्लिकेशन कम प्रविष्टि हानि और सख्त चैनल से सीधे लाभ उठाता है। एनालॉग ऑप्टिकल सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए, कम युग्मन हानि कमजोर संकेतों का पता लगाने और पूर्ण लेजर बैंडविड्थ के अधिक कुशल उपयोग को सक्षम बनाती है, उदाहरण के लिए, एक सुपरल्यूमिनेसेंट प्रकाश उत्सर्जित करने वाला डायोड (एसएलईडी; क्रमशः दाएं और बाएं नीचे दिए गए चित्र में दर्शाया गया है)। कम नुकसान का मतलब यह भी है कि किसी दिए गए ऑप्टिकल बजट को पूरा करने के लिए कम लेजर ड्राइव पावर की आवश्यकता होती है: लेजर कूलर चलाते हैं, कम अपशिष्ट गर्मी उत्पन्न करते हैं, और लंबे समय तक चलते हैं। इसका परिणाम एक छोटा थर्मल पदचिह्न, कम कूलिंग ओवरहेड और बोर्ड भर में बेहतर उत्पाद जीवनकाल है।
निष्क्रिय संरेखण से आगे बढ़ना
माइक्रोएलाइन ने नैनोमीटर स्तर की सटीकता के साथ व्यक्तिगत फाइबर को सक्रिय रूप से संरेखित करने के लिए एक माइक्रोमैनिपुलेशन प्लेटफ़ॉर्म विकसित किया। पारंपरिक फ़ाइबर सरणियाँ सटीक V-खांचों में निष्क्रिय प्लेसमेंट पर निर्भर करती हैं, जहां चैनलों में यांत्रिक सहनशीलता जमा होती है। इसके विपरीत, सक्रिय संरेखण, असेंबली के दौरान फाइबर की स्थिति को गतिशील रूप से समायोजित करता है, स्थायी निर्धारण से पहले पिच विचलन को सही करता है। यह दृष्टिकोण न्यूनतम प्रविष्टि हानि के लिए अनुकूलित मल्टीचैनल सरणियों को सक्षम बनाता है।
जैसे-जैसे प्रदर्शन लक्ष्य कड़े होते जा रहे हैं, क्वांटम और अन्य उच्च-स्तरीय फोटोनिक अनुप्रयोगों में 0.5 डीबी से कम ऑप्टिकल युग्मन हानि की संभावना बढ़ रही है। उत्पादन मात्रा में ऐसे नुकसान के स्तर को लगातार बनाए रखने के लिए न केवल सटीकता की आवश्यकता होती है, बल्कि दोहराए जाने योग्य प्रक्रिया नियंत्रण की भी आवश्यकता होती है।
उभरती मांग के अनुरूप उत्पादन बढ़ाना
औद्योगीकरण का समर्थन करने के लिए, माइक्रोएलाइन ने हमारे फाइबर सरणी विनिर्माण के स्वचालन में तेजी लाने के लिए €2.5M ($2.8M) EIC एक्सेलेरेटर अनुदान प्राप्त किया, जिसमें एक इक्विटी घटक शामिल है। यह फंडिंग सुसंगत, उच्च गुणवत्ता वाले आउटपुट को बनाए रखते हुए उत्पादन थ्रूपुट को बढ़ाने में सहायता करती है। यह परिवर्तन महत्वपूर्ण है क्योंकि क्वांटम कंप्यूटिंग कंपनियां बड़े पैमाने पर तैनाती की योजना बनाना शुरू कर रही हैं। फ़ाइबर सरणियाँ फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटरों के भीतर सीमांत उपप्रणालियाँ नहीं हैं। एक बड़े पैमाने के सिस्टम के लिए हजारों सरणियों की आवश्यकता हो सकती है। जैसे-जैसे गोद लेने में तेजी आ रही है, एक विश्वसनीय और स्केलेबल आपूर्ति श्रृंखला रणनीतिक रूप से महत्वपूर्ण है।
उच्च घनत्व और सख्त पिच
थ्रूपुट को बढ़ाने के अलावा, हम घनत्व पर भी ध्यान दे रहे हैं। 2026 के दौरान, माइक्रोएलाइन ने 127 µm तक की चैनल पिचों के साथ अल्ट्राहाई सटीकता फाइबर ऐरे की एक नई पीढ़ी पेश करने की योजना बनाई है। पिच को कम करने से अधिक कॉम्पैक्ट फोटोनिक पैकेजिंग सक्षम होती है और एकीकृत चिप्स पर उच्च I/O घनत्व का समर्थन होता है। जैसे-जैसे फोटोनिक सर्किट में बढ़ती हुई चैनल संख्या शामिल होती है, प्रबंधनीय पदचिह्न और रूटिंग जटिलता को बनाए रखने के लिए घने फाइबर सरणियाँ आवश्यक हो जाती हैं।
सक्रिय संरेखण ऐसे घने विन्यासों में लाभ प्रदान करता है, जहां छोटी स्थितीय त्रुटियां कई चैनलों में कुल ऑप्टिकल हानि को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती हैं।
क्वांटम अनुप्रयोगों से परे
हालाँकि क्वांटम कंप्यूटिंग एक प्राथमिक चालक है, अल्ट्रालो {0}लॉस कनेक्टिविटी की आवश्यकता कई अन्य उन्नत फोटोनिक डोमेन तक फैली हुई है {{1}और इन बाजारों में व्यावसायिक अवसर उतना ही महत्वपूर्ण साबित हो सकता है।
ऑप्टिकल स्विचिंग और रूटिंग में, माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस) स्विच और तरंग दैर्ध्य चयनात्मक स्विच डेटासेंटर और टेलीकॉम बैकबोन के लिए पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य नेटवर्क के मुख्य घटक हैं। ये उपकरण सम्मिलन हानि के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हैं: फाइबर {{3} से {{4} चिप इंटरफ़ेस पर युग्मन अक्षमता का प्रत्येक अतिरिक्त 0.1 डीबी सीधे सिस्टम मार्जिन को नष्ट कर देता है और अधिक महंगे ऑप्टिकल प्रवर्धन के उपयोग को मजबूर कर सकता है। 0.5 डीबी से कम के नुकसान के लक्ष्य को लगातार हासिल करने में सक्षम सक्रिय {{6}संरेखित सरणियाँ सिस्टम डिजाइनरों को एम्पलीफायर आवश्यकताओं को कम करने, बिजली की खपत को कम करने और अतिरिक्त बुनियादी ढांचे के बिना पहुंच बढ़ाने में सक्षम बनाती हैं।
रक्षा और अंतरिक्ष फोटोनिक्स समान रूप से सम्मोहक मामला प्रस्तुत करते हैं। नि:शुल्क -अंतरिक्ष ऑप्टिकल संचार टर्मिनल, LiDAR सेंसर, और उपग्रह पेलोड सभी सीमित आकार, वजन और शक्ति (SWaP) बजट के तहत विश्वसनीय रूप से संचालित करने के लिए उच्चतम संभव युग्मन दक्षता की मांग करते हैं। इन वातावरणों के लिए, फ़ाइबर चिप इंटरफ़ेस पर सहेजे गए डेसिबल का एक अंश सीधे छोटे, हल्के, लंबे रेंज सिस्टम में अनुवादित किया जा सकता है। सभी चैनलों में प्रदर्शन एकरूपता {{6}सक्रिय {7}संरेखित सरणियों की एक बानगी{{8}विशेष रूप से मल्टीचैनल सेंसर सरणियों के लिए महत्वपूर्ण है जिसमें चैनल {{9} से {{10}चैनल भिन्नता माप सटीकता को कम कर सकती है।
2029 तक, माइक्रोएलाइन का लक्ष्य अपने अल्ट्राहाई सटीकता फाइबर ऐरे के साथ दुनिया भर में फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटिंग सिस्टम की एक महत्वपूर्ण हिस्सेदारी का समर्थन करना है। हमारा रोडमैप ऑप्टिकल स्विचिंग, सुसंगत संचार, सेंसिंग और रक्षा फोटोनिक्स सहित तेजी से बढ़ते गैर-{4}क्वांटम सेगमेंट को भी लक्षित करता है, जहां समान सटीक विनिर्माण क्षमताएं अच्छी तरह से स्थापित और तत्काल ग्राहक आवश्यकताओं को संबोधित करती हैं।
प्रतिस्पर्धी विभेदक के रूप में सटीक पैकेजिंग
सक्रिय संरेखण का औद्योगीकरण फोटोनिक्स विनिर्माण के लिए व्यापक बदलाव को दर्शाता है। क्वांटम कंप्यूटिंग, उन्नत सेंसिंग, ऑप्टिकल संचार और रक्षा फोटोनिक्स में फाइबर एरे कमोडिटाइज्ड टेलीकॉम घटकों से सिस्टम प्रदर्शन के केंद्र में सटीक {{1}इंजीनियर्ड सबसिस्टम में विकसित हो रहे हैं।
उभरते हुए क्वांटम और उच्च {{0}अंत फोटोनिक्स बाजार उम्मीदों को फिर से परिभाषित कर रहे हैं: नैनोमीटर -स्केल पिच सटीकता, उप-0.5 डीबी युग्मन हानि, उच्च चैनल घनत्व और स्केलेबल स्वचालन। इन चारों को एक साथ पूरा करने के लिए असेंबली कार्यप्रणाली पर पुनर्विचार की आवश्यकता है।
जैसे-जैसे फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटिंग व्यावसायिक तैनाती की ओर बढ़ती है, पैकेजिंग प्रौद्योगिकियों की स्केलेबिलिटी क्वबिट आर्किटेक्चर में प्रगति जितनी ही महत्वपूर्ण साबित हो सकती है। और कई उच्च प्रदर्शन वाले फोटोनिक बाज़ारों के लिए जिनमें एक भी क्वबिट शामिल नहीं है, वही पाठ लागू होता है। ऐसे उद्योग में जहां डेसीबल का हर अंश मायने रखता है, सटीक पैकेजिंग अब कोई विवरण नहीं रह गया है, बल्कि यह एक रणनीतिक लाभ है।
