În știința informațiilor cuantice și în domeniile de detectare cuantică, detectoarele cu un singur foton sunt utilizate pe scară largă. Ele joacă un rol critic în mai multe descoperiri științifice și necesare optica cuantică teste. Cel mai bun mod de a măsura lumina este cu detectoarele rotative cu număr de fotoni, dar doar câțiva detectori selectați pot face acest lucru la niveluri de câțiva fotoni.
Un nou studiu de la Yale oamenii de știință raportează un detector pe cip care poate rezolva până la 100 de fotoni prin multiplexarea spațio-temporală a unei serii de nanofire supraconductoare de-a lungul unui singur ghid de undă optic.
Detectoarele cu rezoluție a numărului de fotoni (PNR) sunt considerate cea mai dorită tehnologie pentru detectarea luminii. Datorită sensibilității lor excepțional de ridicate, ei pot număra fotonii chiar și în cele mai slabe impulsuri de lumină. Ele sunt fundamentale pentru diverse aplicații cuantice, inclusiv calculul cuantic, criptografia și teledetecția. Numărul de fotoni pe care sistemele actuale de numărare a fotonilor îi pot detecta simultan este limitat, de obicei doar unul câte unul și nu mai mult de zece.
Yiyu Zhou, un asociat postdoctoral în laboratorul lui Tang, a spus: „Problema este că, dacă ai mai mult de unul, detectorul va fi saturat.”
„Dispozitivul nu numai că avansează capacitatea PNR cu până la 100, dar îmbunătățește și rata de numărare cu trei ordine de mărime. De asemenea, funcționează la o temperatură ușor accesibilă.”
Tang a spus, „Din acest motiv, dispozitivul permite o gamă mai largă de aplicații, în special în multe aplicații cuantice cu apariție rapidă, cum ar fi eșantionarea la scară largă a bosonilor, calculul cuantic fotonic și metrologia cuantică.”
Oamenii de știință intenționează în continuare să integreze detectorul cu surse de lumină cuantică pe cip. Detectoarele convenționale sunt proiectate pentru a fi interfațate cu o fibră optică, ceea ce poate duce la pierderea semnalului.
Risheng Cheng, fost asociat postdoctoral în laboratorul lui Tang și cercetător la Meta, a spus, „Dacă putem integra totul, am avea o pierdere mai mică și o fidelitate mai mare a măsurătorilor.”
Referința jurnalului:
- Cheng, R., Zhou, Y., Wang, S. şi colab. Un detector de rezoluție a numărului de fotoni de 100 de pixeli care dezvăluie statistici de fotoni. Nat. Foton. (2022). DOI: 10.1038/s41566-022-01119-3
