Um contador de fótons integrado de alta resolução foi criado

Os detectores atuais de resolução de número de fótons (PNR) podem detectar de um a dez fótons por vez, o que limita a sensibilidade dos dispositivos quânticos. Um grupo de cientistas dos Estados Unidos criou um sensor PNR de ordem de magnitude mais sensível que pode detectar simultaneamente até 100 fótons em um feixe – isso expandirá os recursos dos dispositivos quânticos da criptografia à computação em uma ordem de magnitude, o que permitem entrar em novas áreas da ciência e tecnologia.

Fonte da imagem: hpcwire.com

O desenvolvimento do início ao fim foi feito por pesquisadores da Universidade de Yale, conforme descrito em um artigo da revista Nature Photonics. Uma característica importante do projeto foi que o detector foi trazido para a amostra na forma de um bloco para integração em chips. Para quais aplicações e em quais microcircuitos integrá-lo serão escolhidos por especialistas na área de computação quântica, criptografia quântica, sensoriamento remoto e outras áreas da ciência quântica.

«Os detectores de resolução de número de fótons (PNR) são considerados a tecnologia mais procurada para medição de luz. Com sensibilidade muito alta, eles podem determinar o número de fótons mesmo em um pulso de luz muito fraco”, informa a fonte.

«O problema é que se você tiver mais de um fóton, o detector ficará saturado e você não conseguirá determinar quantos fótons você tem”, explicou um dos autores do estudo. O novo dispositivo não apenas aumenta a capacidade de resolução para 100 fótons, mas também aumenta a velocidade de contagem de fótons em três ordens de grandeza. Além disso, opera a uma temperatura relativamente alta, o que não se pode dizer dos detectores de gerações anteriores que requerem resfriamento profundo.

Na próxima fase, o grupo planeja encolher o detector e aumentar ainda mais sua resolução, para 1.000 fótons por vez. Finalmente, trabalhar-se-á para integrar um detector e uma fonte de luz quântica ao mesmo tempo no cristal, o que levará a uma diminuição das perdas (na interface com a fibra óptica, quando o sinal vem do exterior) e à um aumento na precisão da medição.