En los campos de la ciencia de la información cuántica y la detección cuántica, los detectores de fotón único se utilizan ampliamente. Desempeñan un papel fundamental en varios avances científicos y son necesarios. óptica cuántica pruebas. La mejor manera de medir la luz es con detectores giratorios de número de fotones, pero sólo unos pocos detectores seleccionados pueden hacerlo en niveles de pocos fotones.
Un nuevo estudio de Yale Los científicos informan sobre un detector en chip que puede resolver hasta 100 fotones multiplexando espaciotemporalmente una serie de nanocables superconductores a lo largo de una única guía de ondas óptica.
Los detectores de resolución de número de fotones (PNR) se consideran la tecnología más deseable para detectar luz. Gracias a su sensibilidad excepcionalmente alta, pueden contar los fotones incluso en los pulsos de luz más débiles. Son fundamentales para diversas aplicaciones cuánticas, incluida la computación cuántica, la criptografía y la teledetección. La cantidad de fotones que los sistemas actuales de conteo de fotones pueden detectar simultáneamente está limitada, generalmente solo uno a la vez y no más de diez.
Yiyu Zhou, asociado postdoctoral en el laboratorio de Tang, dijo: “El problema es que si tienes más de uno, el detector se saturará”.
“El dispositivo no sólo mejora la capacidad de PNR hasta en 100, sino que también mejora la tasa de conteo en tres órdenes de magnitud. También funciona a una temperatura de fácil acceso”.
Tang dijo: "Debido a esto, el dispositivo permite una gama más amplia de aplicaciones, especialmente en muchas aplicaciones cuánticas que emergen rápidamente, como el muestreo de bosones a gran escala, la computación cuántica fotónica y la metrología cuántica".
Además, los científicos planean integrar el detector con fuentes de luz cuánticas en un chip. Los detectores convencionales están diseñados para interconectarse con una fibra óptica, lo que puede provocar una pérdida de señal.
Risheng Cheng, ex asociado postdoctoral en el laboratorio de Tang y científico investigador en Meta, dijo, "Si podemos integrar todo, tendríamos una menor pérdida y una mayor fidelidad de medición".
Referencia de la revista:
- Cheng, R., Zhou, Y., Wang, S. et al. Un detector de resolución de números de fotones de 100 píxeles que revela estadísticas de fotones. Nat. Fotón. (2022). DOI: 10.1038/s41566-022-01119-3
