Множественный детектор с 1024 бинами точно подсчитывает фотоны: неопределенность ниже одного фотона до 276 фотонов в Оптике

Исследователи из Университета Падерборна в Германии описали в Optica систему обнаружения, которая сочетает в себе сверхпроводящие нанопроводные однофотонные детекторы с мультиплексированием для создания 1024 детектирующих контейнеров и может точно считать от нуля до более 9000 отдельных фотонов. Статья Тимона Шапелера и его соавторов называется «Макроскопический подсчет фотонов, превосходящий предел шума Пуассона», с цифровым идентификатором объекта 10.1364/optica.604389. Система разделяет один световой импульс на 128 меньших импульсов, разделенных во времени, а затем на восемь детекторов, производя 1024 меньших импульса, которые разделяют исходное количество фотонов между ними. Вместе с модельно-информированной характеристикой каждого детектора команда измерила световые импульсы, содержащие до 276 фотонов с неопределенностью меньше, чем один фотон. Исследователи заявили, что для достижения такой же точности обычной мультиплексной системе потребуется около 37 000 элементов детектора по сравнению с 1024 контейнерами для обнаружения. При тестировании лазерные импульсы, отправленные на устройство, несли средние числа фотонов на импульс от одного до 15 000. Шапелер сказал, что точное подсчет фотонов становится все более сложным по мере увеличения их числа, и что подход расширяет подсчет фотонов до большего числа фотонов, преодолевая разрыв между однофотонными измерениями и высокочувствительными оптическими счетчиками мощности. Член команды Тим Бартли сказал, что крупномасштабное измерение отдельных фотонов является краеугольным камнем фотонных квантовых вычислений и однофотонной визуализации. Исследователи планируют применить систему рядом с яркими квантовыми состояниями света.

Источник: Optica

Источник: GSM · Соединённые Штаты (Английское издание · Оригинальное китайское издание)

Фото: 图：实验室中的激光光学装置。Idaho National Laboratory，CC BY 2.0，经 Wikimedia Commons。 / Photo: Idaho National Laboratory, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons.

Последнее · Технологии

Silicon Carbide Nanomaterials in Disc Brake Pads: 0.5% Loading Raised Average Brake Force by Up to 19%, With Fade Resistance Up to 130°C2026-11-14PEBA-PEMA Blend Membrane Separates 1-Butanol With Flux of 0.19 kg/m2/h and Separation Factor of 15.5 at 5 Percent PEMA, Published in Scientific Reports on November 132026-11-14