צוות חוקרים בראשות מעבדת הנעת סילון של נאס"א פיתח גלאי עבור
גלאי PEACOQ מורכב מ-32 ננו-חוטיםרק בעובי 7.5 ננומטר (בערך פי 10,000 דק יותר משערת אדם). כאשר מתקררים לטמפרטורה נמוכה במיוחד של כ-1 K (-272.15 מעלות צלזיוס), חוטים כאלה הופכים למוליכים-על. כאשר פוטון פוגע בחוט מוליך, הוא נספג ויוצר נקודה חמה, אשר מגבירה באופן ניכר את ההתנגדות החשמלית של החוט. חוקרים משתמשים במחשב ובממיר דיגיטלי לזמן או מתחום זמן לדיגיטל כדי לזהות את השינויים הללו בהתנגדות ולספור את הפוטונים.
כאשר הגלאי מודד פוטון, הוא מוציאדחף חשמלי, וממיר דיגיטלי לזמן מודד בצורה מדויקת מאוד את זמן ההגעה של אותו דחף חשמלי ברזולוציה של פחות מ-100 פיקושניות, או פי 70 מיליון מהר יותר מהצמדת האצבעות.
יואנה קראיצ'יו, מחברת שותפה למחקר במעבדה להנעת סילון של נאס"א
כדי להדגים את פעולת המכשיר,החוקרים קיררו את הגלאי עם קריוסטט מיוחד ל-1 K. הם השתמשו במערך בדיקה מותאם אישית כדי להפנות אור לתוך הקרוסטט אל הגלאי ושרשרת אלקטרוניקה כדי לשדר, להגביר ולהקליט את אות הפלט של הגלאי מהקריוסטט.
גלאי PEACOQ. תמונה: Ioana Craiciu וחב', Optica
הניתוח הראה שהגלאי מזהה פוטוניםעם אורך גל של 1550 ננומטר עם יעילות זיהוי של עד 78%. במקרה זה, קצב ספירת החושך הוא 158 cps, והקצב המרבי עולה על 1.5 מיליארד cps עם דחיסה של 3 dB. החוקרים מציינים שכרגע אין גלאי אחר שיכול לספור פוטונים בודדים כל כך מהר באותה רזולוציית זמן.
הפיתוח ימצא יישום בתקשורת קוונטית,מאמינים מחברי המחקר. ככלל, המידע הקוונטי המועבר מכוון לשעון, כאשר כל פיסת נתונים מקודדת לפוטון אחד. באיזו מידה המכשיר מודד את זמן ההגעה של הפוטונים למקלט קובעת באיזו תדירות ניתן לשלוח פוטונים בודדים ובהתאם, באיזו מהירות המידע מועבר.
קרא עוד:
נמצא שבר של חפץ מסתורי ששימש בטקסים קסומים
"Terminator-2" אמיתי הופך לנוזל וזורם דרך מכשולים
החרב שנחשבת מזויפת מסתבר שהיא חפץ בן 3,000 שנה מתקופת הברונזה