Dalam ilmu informasi kuantum dan bidang penginderaan kuantum, detektor foton tunggal banyak digunakan. Mereka memainkan peran penting dalam beberapa terobosan ilmiah dan diperlukan optik kuantum tes. Cara terbaik untuk mengukur cahaya adalah dengan detektor photon-number-revolving, tetapi hanya beberapa detektor terpilih yang dapat melakukannya pada level beberapa-photon.
Sebuah studi baru dari Yale para ilmuwan melaporkan detektor on-chip yang dapat menyelesaikan hingga 100 foton dengan multiplexing spatiotemporal array kawat nano superkonduktor sepanjang pandu gelombang optik tunggal.
Detektor photon-number-resolving (PNR) dianggap sebagai teknologi yang paling diinginkan untuk mendeteksi cahaya. Berkat sensitivitasnya yang luar biasa tinggi, mereka dapat menghitung foton bahkan dalam pulsa cahaya terlemah. Mereka sangat mendasar untuk berbagai aplikasi kuantum, termasuk komputasi kuantum, kriptografi, dan penginderaan jarak jauh. Jumlah foton yang dapat dideteksi oleh sistem penghitungan foton saat ini secara bersamaan dibatasi, biasanya hanya satu per satu dan tidak lebih dari sepuluh.
Yiyu Zhou, rekan pascadoktoral di lab Tang, berkata, "Masalahnya adalah jika Anda memiliki lebih dari satu, detektor akan jenuh."
“Perangkat ini tidak hanya meningkatkan kemampuan PNR hingga 100 tetapi juga meningkatkan kecepatan penghitungan hingga tiga kali lipat. Ini juga beroperasi pada suhu yang mudah diakses.
Tang berkata, “Karena itu, perangkat ini memungkinkan aplikasi yang lebih luas, terutama di banyak aplikasi kuantum yang muncul dengan cepat, seperti pengambilan sampel Boson skala besar, komputasi kuantum fotonik, dan metrologi kuantum.”
Para ilmuwan selanjutnya berencana untuk mengintegrasikan detektor dengan sumber cahaya kuantum on-chip. Detektor konvensional dirancang untuk dihubungkan dengan serat optik, yang dapat menyebabkan hilangnya sinyal.
Risheng Cheng, mantan rekan pascadoktoral di lab Tang dan ilmuwan riset di Meta, tersebut, “Jika kita dapat mengintegrasikan semuanya, kita akan memiliki kerugian yang lebih rendah dan ketepatan pengukuran yang lebih tinggi.”
Referensi Jurnal:
- Cheng, R., Zhou, Y., Wang, S. et al. Detektor pemecah angka foton 100 piksel membuka statistik foton. Nat. Foton. (2022). DOI: 10.1038/s41566-022-01119-3
