Zespół naukowców pod kierownictwem Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA opracował detektor
Detektor PEACOQ składa się z 32 nanodrutówzaledwie 7,5 nm grubości (około 10 000 razy cieńszy niż ludzki włos). Po schłodzeniu do bardzo niskiej temperatury około 1 K (-272,15 ° C), takie druty stają się nadprzewodnikami. Kiedy foton uderza w drut nadprzewodzący, jest absorbowany i tworzy gorący punkt, który zauważalnie zwiększa opór elektryczny drutu. Naukowcy używają komputera i konwertera cyfrowo-czasowego lub czasowo-cyfrowego do wykrywania tych zmian rezystancji i liczenia fotonów.
Kiedy detektor mierzy foton, wysyła sygnał wyjściowyimpuls elektryczny, a przetwornik cyfrowo-czasowy bardzo dokładnie mierzy czas nadejścia tego impulsu elektrycznego z rozdzielczością mniejszą niż 100 pikosekund, czyli 70 milionów razy szybciej niż pstryknięcie palcami.
Ioana Craiciu, współautorka badań w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA
Aby zademonstrować działanie urządzenia,Naukowcy schłodzili detektor za pomocą specjalnego kriostatu do 1 K. Wykorzystali specjalnie wykonaną konfigurację testową, aby skierować światło do kriostatu do detektora oraz łańcuch elektroniki do przesyłania, wzmacniania i rejestrowania sygnału wyjściowego detektora z kriostatu.
Detektor PEACOQ. Zdjęcie: Ioana Craiciu i in., Optica
Analiza wykazała, że detektor wykrywa fotonyo długości fali 1550 nm o skuteczności detekcji do 78%. W tym przypadku szybkość zliczania w ciemności wynosi 158 cps, a maksymalna szybkość przekracza 1,5 miliarda cps przy kompresji 3 dB. Naukowcy zauważają, że obecnie nie ma innego detektora, który byłby w stanie tak szybko zliczyć pojedyncze fotony z taką samą rozdzielczością czasową.
Opracowanie znajdzie zastosowanie w komunikacji kwantowej,uważają autorzy badania. Z reguły przesyłane informacje kwantowe są dostrajane do zegara, a każdy fragment danych jest zakodowany w jednym fotonie. To, jak dokładnie instrument mierzy czas dotarcia fotonów do odbiornika, decyduje o tym, jak często poszczególne fotony mogą być wysyłane, a co za tym idzie, jak szybko przesyłane są informacje.
Czytaj więcej:
Znaleziono fragment tajemniczego artefaktu, który był używany w magicznych rytuałach
Prawdziwy „Terminator-2” zamienia się w ciecz i przepływa przez przeszkody
Miecz uważany za fałszywy okazuje się być artefaktem z epoki brązu sprzed 3000 lat