NASA의 제트추진연구소(JPL)가 이끄는 연구진이 다음과 같은 탐지기를 개발했습니다.
PEACOQ 검출기는 32개의 나노와이어로 구성되어 있습니다.두께가 7.5nm에 불과합니다(사람 머리카락보다 약 10,000배 가늘음). 약 1K(-272.15°C)의 초저온으로 냉각되면 이러한 와이어는 초전도체가 됩니다. 광자가 초전도 선재에 부딪히면 흡수되어 핫스팟을 만들어 선재의 전기 저항을 눈에 띄게 증가시킨다. 연구자들은 컴퓨터와 디지털-시간 또는 시간 도메인-디지털 변환기를 사용하여 저항의 이러한 변화를 감지하고 광자를 계산합니다.
검출기가 광자를 측정하면 다음을 출력합니다.디지털-시간 변환기는 100피코초 미만 또는 손가락 스냅보다 7천만 배 빠른 분해능으로 전기 충격의 도착 시간을 매우 정확하게 측정합니다.
NASA 제트 추진 연구소의 연구 공동 저자인 Ioana Craiciu
장치의 작동을 시연하기 위해,연구원들은 특수 저온 유지 장치로 검출기를 1K로 냉각했습니다. 그들은 저온 유지 장치로 빛을 검출기로 보내는 맞춤형 테스트 설정과 전자 장치 체인을 사용하여 저온 유지 장치에서 검출기의 출력 신호를 전송, 증폭 및 기록했습니다.
PEACOQ 탐지기. 이미지: Ioana Craiciu 외, Optica
분석 결과 검출기가 광자를 감지하는 것으로 나타났습니다.최대 78%의 검출 효율로 1550nm의 파장을 사용합니다. 이 경우 다크 카운트율은 158cps이고 최대율은 3dB의 압축으로 15억 cps를 초과한다. 연구원들은 현재 동일한 시간 분해능으로 개별 광자를 그렇게 빠르게 계산할 수 있는 다른 검출기가 없다는 점에 주목합니다.
개발은 양자 통신에서 응용 프로그램을 찾을 것입니다.연구의 저자는 믿습니다. 일반적으로 전송된 양자 정보는 시계에 맞춰져 각 데이터 조각이 하나의 광자로 인코딩됩니다. 계측기가 수신기에서 광자의 도착 시간을 얼마나 정확하게 측정하는지에 따라 개별 광자를 보낼 수 있는 빈도와 그에 따라 정보가 전송되는 속도가 결정됩니다.
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