Kvantový komunikační detektor počítá fotony v rekordním čase

Tým vědců pod vedením NASA Jet Propulsion Laboratory vyvinul detektorpro

Zařízení, které inženýři nazvali PEACOQ, dosahujeMaximální rychlost počítání je přes 1,5 Gcps (1,5 miliardy počtů za sekundu).To stačí k vytvoření kvantové vazby taktované na 10 GHz.

Detektor PEACOQ se skládá z 32 nanodrátůpouze 7,5 nm tlustý (asi 10 000krát tenčí než lidský vlas). Po ochlazení na ultranízkou teplotu asi 1 K (-272,15 °C) se takové dráty stanou supravodivými. Když foton narazí na supravodivý drát, je absorbován a vytváří horké místo, které znatelně zvyšuje elektrický odpor drátu. Výzkumníci používají počítač a převodník z digitálního na čas nebo z časové domény na digitální, aby detekovali tyto změny odporu a spočítali fotony.

Když detektor změří foton, vystoupíelektrický impuls a převodník digitálního signálu na čas velmi přesně měří čas příchodu tohoto elektrického impulsu s rozlišením menším než 100 pikosekund, tedy 70 milionůkrát rychleji než lusknutím prstů.

Ioana Craiciu, spoluautorka studie v laboratoři Jet Propulsion Laboratory NASA

Chcete-li předvést funkci zařízení,Výzkumníci ochladili detektor speciálním kryostatem na 1 K. Použili na míru vyrobené testovací nastavení k nasměrování světla do kryostatu k detektoru a řetězu elektroniky k přenosu, zesílení a záznamu výstupního signálu detektoru z kryostatu.

detektor PEACOQ. Obrázek: Ioana Craiciu a kol., Optica

Analýza ukázala, že detektor detekuje fotonyo vlnové délce 1550 nm s účinností detekce až 78 %. V tomto případě je temná frekvence 158 cps a maximální frekvence přesahuje 1,5 miliardy cps s kompresí 3 dB. Vědci poznamenávají, že v současné době neexistuje žádný jiný detektor, který by dokázal počítat jednotlivé fotony tak rychle se stejným časovým rozlišením.

Vývoj najde uplatnění v kvantové komunikaci,věří autoři studie. Přenášená kvantová informace je zpravidla naladěna na hodiny, přičemž každý kus dat je zakódován do jednoho fotonu. Jak přesně přístroj měří dobu příchodu fotonů k přijímači, určuje, jak často mohou být jednotlivé fotony posílány, a podle toho, jak rychle se informace přenášejí.

Přečtěte si více:

Nalezen fragment tajemného artefaktu, který se používal při magických rituálech

Skutečný "Terminátor-2" se promění v kapalinu a protéká překážkami

Ukázalo se, že meč považovaný za falešný je 3000 let starý artefakt z doby bronzové