Kuantum bilgi bilimi ve kuantum algılama alanlarında tek fotonlu dedektörler yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeşitli bilimsel buluşlarda ve gerekli olanlarda kritik bir rol oynarlar. kuantum optiği testler. Işığı ölçmenin en iyi yolu, foton sayısıyla dönen dedektörler kullanmaktır, ancak yalnızca seçilmiş birkaç dedektör, birkaç foton seviyesinde bunu yapabilir.
Dan yeni bir çalışma Yale bilim adamları, tek bir optik dalga kılavuzu boyunca bir dizi süper iletken nanotelin uzay-zamansal olarak çoğullanmasıyla 100'e kadar fotonu çözebilen bir çip üstü detektörün olduğunu bildirdi.
Foton sayısı çözümleyici (PNR) dedektörler, ışığı tespit etmek için en çok arzu edilen teknoloji olarak kabul edilir. Olağanüstü yüksek hassasiyetleri sayesinde en zayıf ışık darbelerindeki fotonları bile sayabilirler. Kuantum hesaplama, kriptografi ve uzaktan algılama dahil olmak üzere çeşitli kuantum uygulamaları için temel oluştururlar. Mevcut foton sayma sistemlerinin eş zamanlı olarak algılayabildiği fotonların sayısı sınırlıdır; tipik olarak bir kerede yalnızca bir tane olacak ve ondan fazla olmayacaktır.
Tang'ın laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Yiyu Zhou şunları söyledi: "Sorun şu ki, eğer birden fazla varsa dedektör doygun hale gelecektir."
"Cihaz, PNR kapasitesini 100'e kadar artırmakla kalmıyor, aynı zamanda sayma oranını da üç kat artırıyor. Aynı zamanda kolayca erişilebilen bir sıcaklıkta çalışıyor.”
Tang şunları söyledi: "Bundan dolayı cihaz, özellikle büyük ölçekli Bozon örneklemesi, fotonik kuantum hesaplama ve kuantum metrolojisi gibi hızla gelişen birçok kuantum uygulamasında daha geniş bir uygulama yelpazesine izin veriyor."
Bilim insanları ayrıca dedektörü çip üzerindeki kuantum ışık kaynaklarıyla entegre etmeyi planlıyor. Geleneksel dedektörler, sinyal kaybına yol açabilecek bir optik fiber ile arayüz oluşturacak şekilde tasarlanmıştır.
Tang'ın laboratuvarında eski bir doktora sonrası araştırmacı ve Meta'da araştırma bilimcisi olan Risheng Cheng, şuraya, "Eğer her şeyi entegre edebilirsek, daha düşük bir kayıp ve daha yüksek bir ölçüm doğruluğuna sahip oluruz."
Dergi Referans:
- Cheng, R., Zhou, Y., Wang, S. ve diğerleri. Foton istatistiklerini ortaya çıkaran 100 piksellik foton sayısı çözümleyici dedektör. Nat. Foton. (2022). DOI: 10.1038/s41566-022-01119-3
