NASA のジェット推進研究所が率いる研究者チームは、
PEACOQ検出器は32本のナノワイヤーで構成されています厚さはわずか 7.5 nm (人間の髪の毛の約 10,000 分の 1)。約 1 K (-272.15 °C) の超低温まで冷却すると、このようなワイヤは超伝導になります。光子が超電導線に衝突すると、光子が吸収されてホット スポットが発生し、線の電気抵抗が著しく増加します。研究者は、コンピューターとデジタルから時間へのコンバーターまたは時間領域からデジタルへのコンバーターを使用して、これらの抵抗の変化を検出し、光子を数えます。
検出器が光子を測定すると、出力しますデジタルから時間へのコンバーターは、100 ピコ秒未満の分解能でその電気インパルスの到着時間を非常に正確に測定します。つまり、指を鳴らすよりも 7000 万倍も高速です。
NASA のジェット推進研究所の共同研究者である Ioana Craiciu 氏
デバイスの動作を実証するには、研究者は、特別なクライオスタットを使用して検出器を 1 K に冷却しました。彼らは、クライオスタットから検出器に向けて光を導くためにカスタムメイドのテスト セットアップを使用し、クライオスタットから検出器の出力信号を送信、増幅、および記録する一連の電子機器を使用しました。
PEACOQ検出器。画像: Ioana Craiciu 他、Optica
分析は、検出器が光子を検出することを示しました波長 1550 nm で、検出効率は最大 78% です。この場合、ダーク カウント レートは 158 cps であり、最大レートは 3 dB の圧縮で 15 億 cps を超えます。研究者は、現在、同じ時間分解能で個々の光子をこれほど迅速にカウントできる検出器は他にないと指摘しています。
この開発は、量子通信に応用されるでしょう。研究の著者は信じています。原則として、送信される量子情報はクロックに合わせて調整され、各データは 1 つの光子にエンコードされます。受信機での光子の到着時間を計測器がどれだけ正確に測定するかによって、個々の光子を送信できる頻度と、それに応じて情報が送信される速度が決まります。
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