Geometrisk oprindelse af iboende mørketal i superledende nanotråd-enkeltfoton-detektorer

I et nyligt spring fremad for kvantecomputere og optiske teknologier har forskere afsløret et vigtigt aspekt af fotondetektion. Superledende nanotråds-enkeltfoton-detektorer (SNPD'er), som er afgørende i kvantekommunikation og avancerede optiske systemer, har længe været hindret af et fænomen kendt som intrinsic dark counts (iDC'er). Disse falske signaler, der forekommer uden nogen egentlig foton-trigger, påvirker i væsentlig grad nøjagtigheden og pålideligheden af ​​disse detektorer.

At forstå og afbøde iDC'er er afgørende for at forbedre ydeevnen af ​​SNSPD'er, som er integreret i en lang række applikationer, fra sikker kommunikation til følsomme astronomiske observationer.

Et team ledet af Prof. Lixing You og Prof. Hao Li fra Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology (SIMIT), Chinese Academy of Sciences (CAS) anvendte en ny differentiel udlæsningsmetode til at undersøge den rumlige fordeling af iDC'er i SNSPD'er med og uden kunstige geometriske indsnævringer. Denne tilgang muliggjorde en præcis karakterisering af iDC'ernes rumlige oprindelse, hvilket afslørede den betydelige indflydelse af små geometriske indsnævringer i detektorerne.

Undersøgelsen afslørede, at iDC'erne i SNSPD'er overvejende er forårsaget af nogle få specifikke geometriske indsnævringer, uanset den samlede enhedsstørrelse. Resultaterne tyder på, at ved at målrette og modificere disse indsnævringer, kan det være muligt at reducere forekomsten af ​​iDC'er væsentligt. Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Superconductivity .

Dette gennembrud har dybtgående konsekvenser for fremtiden for kvanteteknologi og optiske systemer. Ved at afbøde problemet med mørketællinger kan nøjagtigheden og pålideligheden af ​​fotondetektion forbedres betydeligt, hvilket baner vejen for fremskridt inden for sikker kvantekommunikation og øget følsomhed i astronomiske observationer.

Flere oplysninger: Xingyu Zhang et al., Geometrisk oprindelse af iboende mørketal i superledende nanotråd-enkeltfoton-detektorer, Superledning (2022). DOI:10.1016/j.supcon.2022.100006

Leveret af Shanghai Jiao Tong University Journal Center