Группа российских ученых представила детектор, который регистрирует одиночные фотоны с точностью до 98%. Такое устройство может стать ключевым элементом квантовозащищенных сетей, квантовых процессоров, а также найти применение в медицине и исследованиях космоса.
Исследователи проверяли эффективность изготовленного нано-детектора в режимах регистрации одного и нескольких фотонов. Новый детектор уверенно превращает в электрические сигналы 73,5% фотонов с длиной волны 1550 нм и 98% — 780 нм. Это два основных диапазона, в которых работают фотонные чипы.
Благодаря высокой чувствительности и редким ложным срабатываниям устройство подходит для компактных оптико-радиочастотных преобразователей — важных компонентов будущего квантового интернета, который объединит разрозненные квантовые вычислительные системы. Кроме того, детектор может использоваться в дальней оптической связи, квантовой криптографии, астрофизике для поиска слабых сигналов от удаленных космических объектов и в биомедицинской флуоресцентной визуализации.
Авторство разработки принадлежит специалистам МИСИС, МПГУ, ВШЭ и Российского квантового центра в Сколково. Для создания чипа они нанесли аморфную пленку молибдена-рения на тонкую подложку из ниобата лития.
«Важное преимущество материала — возможность нанесения пленки при комнатной температуре, что делает его совместимым с любыми подложками, включая полупроводники, для которых нагрев выше 350°C нежелателен», — отметил Владислав Коровин, лаборант-исследователь лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС.
Ученые считают, что такой подход открывает путь к созданию масштабируемых и криогенно настраиваемых квантовых фотонных схем со сверхпроводящими покрытиями из молибдена-рения.
Изображение сгенерировано с помощью нейросети Midjourney
ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПАРТНЕР – ОАО «РЖД»
