Kvantinfoteaduses ja kvantsensori valdkonnas kasutatakse laialdaselt ühe footoni detektoreid. Nad mängivad olulist rolli mitmetes teaduslikes läbimurretes ja on vajalikud kvantoptika testid. Parim viis valguse mõõtmiseks on footonite arvu pöörlevate detektorite abil, kuid vaid mõned valitud detektorid saavad seda teha mõne footoni tasemel.
Uus uuring Yale Teadlased teatavad kiibil olevast detektorist, mis suudab eraldada kuni 100 footoni, multipleksides ajaruumiliselt ülijuhtivate nanojuhtmete massiivi mööda ühte optilist lainejuhti.
PNR-detektoreid peetakse valguse tuvastamise kõige soovitavamaks tehnoloogiaks. Tänu oma erakordselt kõrgele tundlikkusele suudavad nad loendada footoneid ka kõige nõrgemates valgusimpulssides. Need on olulised mitmesuguste kvantrakenduste jaoks, sealhulgas kvantarvutite, krüptograafia ja kaugseire jaoks. Footonite arv, mida praegused footonite loendussüsteemid samaaegselt tuvastada suudavad, on piiratud, tavaliselt ainult üks korraga ja mitte rohkem kui kümme.
Tangi labori järeldoktor Yiyu Zhou ütles: "Probleem on selles, et kui teil on rohkem kui üks, on detektor küllastunud."
"Seade mitte ainult ei suurenda PNR-i võimekust kuni 100 võrra, vaid parandab ka loenduskiirust kolme suurusjärgu võrra. See töötab ka kergesti ligipääsetaval temperatuuril.
Tang ütles: "Selle tõttu võimaldab seade kasutada laiemat valikut rakendusi, eriti paljudes kiiresti arenevates kvantrakendustes, näiteks suuremahulistes Bosoni proovide võtmises, fotoonilises kvantarvutuses ja kvantmetroloogias."
Lisaks kavatsevad teadlased integreerida detektori kiibil asuvate kvantvalgusallikatega. Tavalised detektorid on loodud ühendamiseks optilise kiuga, mis võib põhjustada signaali kadu.
Risheng Cheng, endine järeldoktor Tangi laboris ja Meta teadur, ütles, "Kui suudame kõike integreerida, oleks meil väiksem kadu ja suurem mõõtmistruudus."
Ajakirja viide:
- Cheng, R., Zhou, Y., Wang, S. jt. 100-piksline footonite arvu lahutav detektor, mis avalikustab footonite statistika. Nat. Footon. (2022). DOI: 10.1038/s41566-022-01119-3
