Mencapai Suhu yang Tepat untuk Chip Kuantum
Ketika membina chip kuantum, “cukup dekat” saja tidaklah mencukupi. Proses pemasangan komponen elektronik biasa jauh lebih mudah berbanding dengan proses ini. Kita memerlukan kestabilan suhu yang sangat tinggi.
Untuk mencapainya, kita menggunakan pengawal suhu digital bersama-sama dengan lampu inframerah berkekuatan tinggi. Inilah cara kita untuk mengatasi masalah yang timbul akibat penggunaan sistem pemanasan yang besar dan tidak tepat, sekaligus memenuhi keperluan ketepatan yang diperlukan oleh qubit-qubit tersebut.
Mengapa Pengawal PID Penting
Jika kita menggunakan suis on/off biasa, ia akan menimbulkan masalah. Suhu yang berlebihan boleh merosakkan wafer dalam masa beberapa saat sahaja. Perubahan suhu sebanyak satu darjah pun sudah cukup untuk merosakkan hasil kerja kita.
Itulah sebabnya kita menggunakan pengawal PID. Alih-alih mematikan atau menghidupkan bekalan kuasa secara langsung, pengawal PID akan mengawal aliran tenaga dengan lebih baik. Kita boleh meningkatkan suhu dengan cepat, kemudian mengekalkannya pada tahap yang ditetapkan. Tiada fluktuasi atau osilasi, hanya suhu yang stabil dan boleh dipercayai.
Kehebatan Lampu Inframerah Gelombang Pendek
Kita menggunakan lampu inframerah gelombang pendek kerana ia mampu menembusi bahan tersebut. Lampu gelombang panjang pula hanya akan memantul di permukaan bahan tersebut.
Lampu ini membolehkan kita memberikan tenaga secara efektif pada kawasan kecil sahaja. Dengan cara ini, kita boleh memanaskan substrat chip tanpa perlu memanaskan seluruh komponen di sekelilingnya. Ini juga membantu mengelakkan komponen-komponen lain daripada mengembang atau bergerak.
Kompromi yang Perlu Dihadapi
Masalahnya ialah suhu yang tinggi bukanlah sesuatu yang murah. Apabila lampu ini digunakan pada tahap maksimum, ia akan menghasilkan haba yang sangat tinggi. Jika kita tidak berhati-hati, haba tersebut akan sampai ke sensor-sensor yang digunakan.
Kita perlu berhati-hati dengan lapisan pelindung dan kipas penyejuk. Jika sistem penyejukan lemah, termokopel akan membaca suhu udara sekitar, bukannya suhu sebenar objek yang dipanaskan. Akibatnya, pengawal PID akan berusaha melawan haba tersebut, dan akhirnya lampu tersebut akan rosak.
Mengatur Semuanya
Dari segi kabel, gunakan kabel yang sederhana dan memiliki impedans yang rendah. Kita tidak mahu turunnya voltan yang boleh mengganggu ketepatan pengukuran.
Saya sentiasa mengesyorkan penggunaan kabel yang dilindungi dari gangguan elektromagnetik. Pengawal digital boleh menghasilkan gangguan elektromagnetik yang serius, dan kita tentunya tidak mahu gangguan tersebut mempengaruhi alat pengukuran yang sensitif.
Ini merupakan alternatif yang baik berbanding dengan ketuhar pemanasan konvensional. Dengan menggunakan haba radiasi, masa yang diperlukan untuk memanaskan chip dapat dikurangkan secara drastik. Ia lebih cepat.