Un equipo de investigadores dirigido por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA ha desarrollado un detector de
El detector PEACOQ consta de 32 nanocablessolo 7,5 nm de grosor (alrededor de 10.000 veces más fino que un cabello humano). Cuando se enfrían a una temperatura ultrabaja de aproximadamente 1 K (-272,15 °C), estos cables se vuelven superconductores. Cuando un fotón golpea un cable superconductor, es absorbido y crea un punto caliente, lo que aumenta notablemente la resistencia eléctrica del cable. Los investigadores usan una computadora y un convertidor de digital a tiempo o de dominio de tiempo a digital para detectar estos cambios en la resistencia y contar los fotones.
Cuando el detector mide un fotón, emiteun impulso eléctrico, y un convertidor de tiempo digital mide con mucha precisión el tiempo de llegada de ese impulso eléctrico con una resolución de menos de 100 picosegundos, o 70 millones de veces más rápido que un chasquido de dedos.
Ioana Craiciu, coautora del estudio en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA
Para demostrar el funcionamiento del dispositivo,Los investigadores enfriaron el detector con un criostato especial a 1 K. Utilizaron un equipo de prueba hecho a medida para dirigir la luz al criostato hacia el detector y una cadena de componentes electrónicos para transmitir, amplificar y registrar la señal de salida del detector desde el criostato.
Detector PEACOQ. Imagen: Ioana Craiciu et al., Óptica
El análisis mostró que el detector detecta fotonescon una longitud de onda de 1550 nm con una eficiencia de detección de hasta el 78%. En este caso, la tasa de recuento oscuro es de 158 cps y la tasa máxima supera los 1500 millones de cps con una compresión de 3 dB. Los investigadores señalan que actualmente no hay otro detector que pueda contar fotones individuales tan rápidamente con la misma resolución de tiempo.
El desarrollo encontrará aplicación en la comunicación cuántica,creen los autores del estudio. Como regla general, la información cuántica transmitida se sintoniza con el reloj, con cada dato codificado en un fotón. La precisión con la que el instrumento mide el tiempo de llegada de los fotones al receptor determina la frecuencia con la que se pueden enviar fotones individuales y, en consecuencia, la rapidez con la que se transmite la información.
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