Et team af forskere ledet af NASAs Jet Propulsion Laboratory har udviklet en detektor til
PEACOQ-detektoren består af 32 nanotrådekun 7,5 nm tyk (ca. 10.000 gange tyndere end et menneskehår). Når de afkøles til en ultralav temperatur på omkring 1 K (-272,15 °C), bliver sådanne ledninger superledende. Når en foton rammer en superledende ledning, absorberes den og skaber et hot spot, som mærkbart øger ledningens elektriske modstand. Forskere bruger en computer og en digital-til-tid- eller tidsdomæne-til-digital-konverter til at detektere disse ændringer i modstand og tælle fotonerne.
Når detektoren måler en foton, udsender denen elektrisk impuls, og en digital-til-tid-konverter måler meget nøjagtigt ankomsttidspunktet for den elektriske impuls med en opløsning på mindre end 100 picosekunder eller 70 millioner gange hurtigere end et fingerknips.
Ioana Craiciu, studie medforfatter ved NASAs Jet Propulsion Laboratory
For at demonstrere enhedens funktion,Forskerne kølede detektoren med en speciel kryostat til 1 K. De brugte en specialfremstillet testopsætning til at lede lys ind i kryostaten til detektoren og en kæde af elektronik til at transmittere, forstærke og optage detektorens udgangssignal fra kryostaten.
PEACOQ detektor. Billede: Ioana Craiciu et al., Optica
Analysen viste, at detektoren detekterer fotonermed en bølgelængde på 1550 nm med en detektionseffektivitet på op til 78 %. I dette tilfælde er mørketællerhastigheden 158 cps, og den maksimale hastighed overstiger 1,5 milliarder cps med en komprimering på 3 dB. Forskerne bemærker, at der i øjeblikket ikke er nogen anden detektor, der kan tælle individuelle fotoner så hurtigt med samme tidsopløsning.
Udviklingen vil finde anvendelse i kvantekommunikation,mener forfatterne af undersøgelsen. Som regel er den transmitterede kvanteinformation indstillet til uret, hvor hvert stykke data er kodet til én foton. Hvor nøjagtigt instrumentet måler fotonernes ankomsttid ved modtageren afgør, hvor ofte individuelle fotoner kan sendes, og dermed hvor hurtigt information transmitteres.
Læs mere:
Fandt et fragment af en mystisk artefakt, der blev brugt i magiske ritualer
Ægte "Terminator-2" bliver til en væske og flyder gennem forhindringer
Sværd, der menes at være falsk, viser sig at være en 3.000 år gammel artefakt fra bronzealderen