El detector de fotón único de nanocable superconductor ( SNSPD o SSPD ) es un tipo de detector de fotón único óptico y de infrarrojo cercano basado en un nanocable superconductor con polarización de corriente . [1] Fue desarrollado por primera vez por científicos de la Universidad Pedagógica Estatal de Moscú y de la Universidad de Rochester en 2001. [2] [3] El primer prototipo completamente operativo fue demostrado en 2005 por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (Boulder). y BBN Technologies como parte del Red cuántica de DARPA . [4] [5] [6] [7]
A partir de 2021, un detector de fotón único de nanocables superconductores es el detector de fotón único (SPD) más rápido para el recuento de fotones . [8] [9] [10] Es una tecnología habilitadora clave para la óptica cuántica y las tecnologías ópticas cuánticas . Los SNSPD están disponibles con una eficiencia de detección muy alta, una tasa de recuento de oscuridad muy baja y una fluctuación de tiempo muy baja, en comparación con otros tipos de detectores de fotón único. A partir de 2021, los dispositivos SNSPD comerciales están disponibles en sistemas multicanal en un rango de precios de 100.000 euros.
Principio de funcionamiento
El SNSPD consta de un nanoalambre superconductor delgado (≈ 5 nm) y estrecho (≈ 100 nm) . La longitud es típicamente de cientos de micrómetros , y el nanoalambre está modelado en una geometría de meandro compacta para crear un píxel cuadrado o circular con alta eficiencia de detección. El nanoalambre se enfría muy por debajo de su temperatura crítica superconductora y se polariza con una corriente CC cercana pero menor que la corriente crítica superconductora del nanoalambre. Un fotón incidente en el nanoalambre rompe los pares de Cooper y reduce la corriente crítica local por debajo de la de la corriente de polarización. Esto da como resultado la formación de una región localizada no superconductora, o punto caliente, con una resistencia eléctrica finita . Esta resistencia suele ser mayor que la impedancia de entrada de 50 ohmios del amplificador de lectura y, por lo tanto, la mayor parte de la corriente de polarización se deriva al amplificador. Esto produce un pulso de voltaje medible que es aproximadamente igual a la corriente de polarización multiplicada por 50 ohmios. Con la mayor parte de la corriente de polarización fluyendo a través del amplificador, la región no superconductora se enfría y vuelve al estado superconductor. El tiempo para que la corriente regrese al nanoalambre se establece típicamente por la constante de tiempo inductiva del nanoalambre, igual a la inductancia cinética del nanoalambre dividida por la impedancia del circuito de lectura. [11] El auto-reinicio adecuado del dispositivo requiere que esta constante de tiempo inductiva sea más lenta que el tiempo de enfriamiento intrínseco del punto de acceso de nanocables. [12]
Si bien el SNSPD no coincide con la energía intrínseca o la resolución del número de fotones del sensor de borde de transición superconductor , el SNSPD es significativamente más rápido que los sensores de borde de transición convencionales y funciona a temperaturas más altas. Se puede lograr cierto grado de resolución de número de fotones en matrices SNSPD, [13] mediante el agrupamiento de tiempo [14] o esquemas de lectura avanzados. [15] La mayoría de los SNSPD están hechos de nitruro de niobio pulverizado (NbN), que ofrece una temperatura crítica superconductora relativamente alta (≈ 10 K ) que permite el funcionamiento del SNSPD en el rango de temperatura de 1 K a 4 K (compatible con helio líquido o cerrado moderno). ciclo crioenfriadores ). Las constantes de tiempo térmicas intrínsecas de NbN son cortas, lo que proporciona un tiempo de enfriamiento muy rápido después de la absorción de fotones (<100 picosegundos). [dieciséis]
La absorción en el nanoalambre superconductor puede potenciarse mediante una variedad de estrategias: integración con una cavidad óptica , [17] integración con una guía de ondas fotónica [18] o adición de estructuras de nanoantenas . [19] Los dispositivos de cavidad SNSPD en NbN, NbTiN, WSi y MoSi han demostrado eficiencias de detección de dispositivos acoplados por fibra superiores al 98% a una longitud de onda de 1550 nm [20] con tasas de recuento en decenas de MHz. [21] Las eficiencias de detección se optimizan para un rango de longitud de onda específico en cada detector. Sin embargo, varían ampliamente debido a las regiones altamente localizadas de los nanocables donde se reduce el área de sección transversal efectiva para la corriente superconductora. [22]
Los dispositivos SNSPD también han demostrado un jitter excepcionalmente bajo , la incertidumbre en el tiempo de llegada de los fotones, tan bajo como 3 picosegundos. [23] [24] La fluctuación de tiempo es una propiedad extremadamente importante para las aplicaciones de recuento de fotones individuales correlacionados en el tiempo (TCSPC) [25] . Además, los SNSPD tienen tasas extremadamente bajas de recuentos de oscuridad, es decir, la aparición de pulsos de voltaje en ausencia de un fotón detectado. [26] Además, el tiempo muerto (intervalo de tiempo después de un evento de detección durante el cual el detector no es sensible) es del orden de unos pocos nanosegundos, este corto tiempo muerto se traduce en tasas de conteo de saturación muy altas y permite mediciones de antibunching con un solo detector . [27]
Sin embargo, para la detección de fotones de longitud de onda más larga, la eficiencia de detección de los SNSPD estándar disminuye significativamente. [28] Los esfuerzos recientes para mejorar la eficiencia de detección en longitudes de onda del infrarrojo cercano e infrarrojo medio incluyen estudios de nanocables NbN más estrechos (20 nm y 30 nm de ancho) [29] , así como estudios extensos de materiales superconductores alternativos [30] con temperaturas críticas superconductoras que el NbN ( siliciuro de tungsteno , [31] siliciuro de niobio, [32] siliciuro de molibdeno [33] y nitruro de tantalio [34] ). Recientemente se ha demostrado una sensibilidad de fotón único de hasta 10 micrómetros de longitud de onda en un SNSPD de siliciuro de tungsteno. [35] Las técnicas alternativas de deposición de películas delgadas, como la deposición de capas atómicas, son de interés para ampliar el rango espectral y la escalabilidad de los SNSPD a grandes áreas. [36] Se han investigado superconductores de alta temperatura para los SNSPD, pero con un éxito limitado. [37] El aumento de la brecha de energía reduce la sensibilidad a los fotones infrarrojos. Los SNSPD se han creado a partir de diboruro de magnesio con cierta sensibilidad de fotón único en el infrarrojo cercano y visible. [38] [39]
Existe un interés y un esfuerzo considerables en la ampliación de los SNSPD a cámaras y matrices multipíxeles grandes. [40] [41] Recientemente se ha informado de una matriz SNSPD de kilopíxeles. [42] Un desafío clave es la lectura, [43] que se puede abordar mediante multiplexación [44] [45] o lectura digital utilizando lógica cuántica superconductora de flujo único . [46]
Aplicaciones
Muchas de las demostraciones de aplicaciones iniciales de SNSPDs han sido en el área de la información cuántica , [47] , tales como distribución de clave cuántica [48] y óptica cuántica de computación . [49] [50] Otras aplicaciones actuales y emergentes incluyen imágenes de fotoemisión infrarroja para análisis de defectos en circuitos CMOS , [51] caracterización de emisor de fotón único, [52] LIDAR , [53] [54] óptica cuántica en chip , [55 ] [56] computación neuromórfica óptica , [57] detección de temperatura de fibra óptica, [58] reflectometría óptica en el dominio del tiempo , [59] lectura de qubits de trampa de iones , [60] plasmónicos cuánticos, [61] [62] detección de un solo electrón, [ 63] detección de partículas simples α y β, [64] detección de luminiscencia de oxígeno singlete , [65] comunicación óptica en el espacio profundo, [66] [67] búsquedas de materia oscura [68] y detección de exoplanetas . [69] Varias empresas de todo el mundo están comercializando con éxito sistemas completos de detección de fotón único basados en nanocables superconductores, incluidos Single Quantum , Photon Spot , Scontel , Quantum Opus e ID Quantique . La adopción más amplia de la tecnología SNSPD está estrechamente relacionada con los avances en los enfriadores criogénicos para 4 K e inferiores, y recientemente se han demostrado SNSPD en sistemas miniaturizados. [70]
Referencias
- ^ CM Natarajan, MG Tanner y RH Hadfield, "Detectores de fotón único de nanocables superconductores: física y aplicaciones", ciencia y tecnología de superconductores 25 , 063001 (2012), doi : 10.1088 / 0953-2048 / 25/6/063001 , arXiv : 1204.5560
- ^ AD Semenov, GN Gol'tsman y AA Korneev, "Detección cuántica mediante película superconductora portadora de corriente", Physica C 351 , 349 (2001), doi : 10.1016 / S0921-4534 (00) 01637-3
- ^ GN Gol'tsman y col. , "Detector óptico de fotón único superconductor de picosegundos", Applied Physics Letters 79 , 705 (2001), doi : 10.1063 / 1.1388868
- ^ Chip Elliott, "La red cuántica DARPA", Física cuántica de la naturaleza. Teoría, experimentación e interpretación. en colaboración con el sexto taller europeo QIPC, Austria, 2005.
- ^ Martin A. Jaspan, Jonathan L. Habif, Robert H. Hadfield, Sae Woo Nam, "Heraldo de pares de fotones de telecomunicaciones con un detector de fotón único superconductor", Applied Physics Letters 89 (3): 031112-031112-3, julio de 2006 .
- ^ BBN Technologies, "DARPA Quantum Network Testbed", Informe técnico final, 2007.
- ^ Hadfield, Robert H .; Habif, Jonathan L .; Schlafer, John; Schwall, Robert E .; Nam, Sae Woo (11 de diciembre de 2006). "Distribución de clave cuántica a 1550 nm con detectores de fotón único superconductores gemelos" . Letras de Física Aplicada . 89 (24): 241129. doi : 10.1063 / 1.2405870 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Francesco Marsili. "Alta eficiencia en el sistema detector de fotón único más rápido" . 2013.
- ^ Hadfield, Robert H. (diciembre de 2009). "Detectores de fotón único para aplicaciones de información óptica cuántica". Nature Photonics . 3 (12): 696–705. Código Bibliográfico : 2009NaPho ... 3..696H . doi : 10.1038 / nphoton.2009.230 . ISSN 1749-4885 .
- ^ Esmaeil Zadeh, Iman; Chang, J .; Los, Johannes WN; Gyger, Samuel; Elshaari, Ali W .; Steinhauer, Stephan; Dorenbos, Sander N .; Zwiller, Val (10 de mayo de 2021). "Detectores de fotón único de nanocables superconductores: una perspectiva sobre la evolución, el estado del arte, los desarrollos futuros y las aplicaciones" . Letras de Física Aplicada . 118 (19): 190502. doi : 10.1063 / 5.0045990 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Andrew J. Kerman y col. , "Tiempo de reinicio limitado por inductancia cinética de contadores de fotones de nanocables superconductores", Applied Physics Letters 88 , 111116 (2006), doi : 10.1063 / 1.2183810 , arXiv: 0510238
- ^ AJ Annunziata y col. , "Reinicio de la dinámica y enclavamiento en detectores de fotón único de nanocables superconductores de niobio", Journal of Applied Physics 108 , 084507 (2010), doi : 10.1063 / 1.3498809 , arXiv: 1008.0895
- ^ Divochiy, Aleksander; Marsili, Francesco; Bitauld, David; Gaggero, Alessandro; Leoni, Roberto; Mattioli, Francesco; Korneev, Alexander; Seleznev, Vitaliy; Kaurova, Nataliya; Minaeva, Olga; Gol'tsman, Gregory (mayo de 2008). "Detector de resolución de número de fotones de nanocables superconductores en longitudes de onda de telecomunicaciones" . Nature Photonics . 2 (5): 302–306. doi : 10.1038 / nphoton.2008.51 . ISSN 1749-4893 .
- ^ Natarajan, Chandra M .; Zhang, Lijian; Coldenstrodt-Ronge, Hendrik; Donati, Gaia; Dorenbos, Sander N .; Zwiller, Val; Walmsley, Ian A .; Hadfield, Robert H. (14 de enero de 2013). "Tomografía de detector cuántico de un detector de fotón único superconductor de nanocables multiplexado en el tiempo en longitudes de onda de telecomunicaciones" . Optics Express . 21 (1): 893–902. doi : 10.1364 / OE.21.000893 . ISSN 1094-4087 .
- ^ Zhu, Di; Colangelo, Marco; Chen, Changchen; Korzh, Boris A .; Wong, Franco NC; Shaw, Matthew D .; Berggren, Karl K. (13 de mayo de 2020). "Resolución de números de fotones utilizando un nanocable superconductor con cono de adaptación de impedancia" . Nano Letras . 20 (5): 3858–3863. doi : 10.1021 / acs.nanolett.0c00985 . ISSN 1530-6984 .
- ^ Yu. P. Gousev y col. , "Interacción electrón-fonón en películas NbN desordenadas", Physica B 194-196 , 1355 (1994), doi : 10.1016 / 0921-4526 (94) 91007-3
- ^ Rosfjord, Kristine M .; Yang, Joel KW; Dauler, Eric A .; Kerman, Andrew J .; Anant, Vikas; Voronov, Boris M .; Gol'tsman, Gregory N .; Berggren, Karl K. (23 de enero de 2006). "Detector de fotón único de nanocables con cavidad óptica integrada y revestimiento antirreflectante" . Optics Express . 14 (2): 527–534. doi : 10.1364 / OPEX.14.000527 . ISSN 1094-4087 .
- ^ Pernice, WHP; Schuck, C .; Minaeva, O .; Li, M .; Goltsman, GN; Sergienko, AV; Tang, HX (27 de diciembre de 2012). "Detectores de fotón único de onda viajera de alta velocidad y alta eficiencia integrados en circuitos nanofotónicos" . Comunicaciones de la naturaleza . 3 (1): 1325. doi : 10.1038 / ncomms2307 . ISSN 2041-1723 .
- ^ Heath, Robert M .; Tanner, Michael G .; Drysdale, Timothy D .; Miki, Shigehito; Giannini, Vincenzo; Maier, Stefan A .; Hadfield, Robert H. (11 de febrero de 2015). "Mejora de nanoantenas para detectores de fotones individuales superconductores de longitud de onda de telecomunicaciones" . Nano Letras . 15 (2): 819–822. doi : 10.1021 / nl503055a . ISSN 1530-6984 .
- ^ Reddy, Dileep V .; Reddy, Dileep V .; Nerem, Robert R .; Nam, Sae Woo; Mirin, Richard P .; Verma, Varun B. (20 de diciembre de 2020). "Detectores de fotón único de nanocables superconductores con 98% de eficiencia de detección del sistema a 1550 nm" . Optica . 7 (12): 1649–1653. doi : 10.1364 / OPTICA.400751 . ISSN 2334-2536 .
- ^ Peng Hu; et al. (2020). "Detección de fotones infrarrojos individuales hacia una eficiencia de detección óptima del sistema" . Optics Express . 28 (24): 36884. doi : 10.1364 / OE.4100257 . PMID 33379772 .
- ^ Andrew J. Kerman ; Eric A Dauler; Joel KW Yang; Kristine M Rosfjord; Vikas Anant; Karl K. Berggren; Gregory N Gol'tsman; Boris M Voronov (2007). "Eficiencia de detección limitada por constricción de detectores de fotón único de nanocables superconductores". Letras de Física Aplicada . 90 (10): 101110. arXiv : física / 0611260 . doi : 10.1063 / 1.2696926 . S2CID 118985342 .
- ^ Korzh, Boris; Zhao, Qing-Yuan; Allmaras, Jason P .; Frasca, Simone; Autry, Travis M .; Bersin, Eric A .; Beyer, Andrew D .; Briggs, Ryan M .; Bumble, Bruce; Colangelo, Marco; Crouch, Garrison M. (abril de 2020). "Demostración de resolución temporal sub-3 ps con un detector de fotón único de nanocables superconductores" . Nature Photonics . 14 (4): 250-255. doi : 10.1038 / s41566-020-0589-x . ISSN 1749-4893 .
- ^ Hadfield, Robert H. (abril de 2020). "Conteo de fotones ultrarrápido" . Nature Photonics . 14 (4): 201–202. doi : 10.1038 / s41566-020-0614-0 . ISSN 1749-4893 .
- ^ Becker, Wolfgang (2005). "Técnicas avanzadas de conteo de fotones individuales correlacionados en el tiempo" . Serie Springer en Física Química . doi : 10.1007 / 3-540-28882-1 . ISSN 0172-6218 .
- ^ J. Kitaygorsky y col. , "Origen de los recuentos oscuros en detectores de fotón único NbN nanoestructurados", IEEE Transactions on Applied Superconductivity 15 , 545 (2005), doi : 10.1109 / TASC.2005.849914
- ^ GA Steudle y col. , "Medición de la naturaleza cuántica de la luz con una sola fuente y un solo detector", Physical Review A 86 , 053814 (2012), doi : 10.1103 / PhysRevA.86.053814
- ^ A. Korneev y col. , "Eficiencia cuántica y potencia equivalente al ruido de los detectores de fotón único NbN nanoestructurados en el rango de longitud de onda del visible al infrarrojo", IEEE Transactions on Applied Superconductivity 15 , 571 (2005), doi : 10.1109 / TASC.2005.849923
- ^ F. Marsili y col. , "Detectores de fotón único basados en nanocables superconductores ultrafinos", Nano Letters 11 , 2048 (2011), doi : 10.1021 / nl2005143 , arXiv: 1012.4149
- ^ Holzman, Itamar; Ivry, Yachin (2019). "Nanocables superconductores para la detección de un solo fotón: avances, desafíos y oportunidades" . Tecnologías cuánticas avanzadas . 2 (3–4): 1800058. doi : 10.1002 / qute.201800058 . ISSN 2511-9044 .
- ^ B. Baek, AE Lita, V. Verma y SW Nam, "Superconductor a-WxSi1 − x detector de fotón único de nanocables con eficiencia cuántica interna saturada de visible a 1850 nm," Applied Physics Letters 98 , 251105 (2011), doi : 10.1063 / 1.3600793
- ^ SN Dorenbos y col. , "Detectores de fotón único superconductores de intervalo bajo para sensibilidad infrarroja", Applied Physics Letters 98 , 251102 (2011), doi : 10.1063 / 1.3599712
- ^ Li, Jian; Kirkwood, Robert A .; Baker, Luke J .; Bosworth, David; Erotokritou, Kleanthis; Banerjee, Archan; Heath, Robert M .; Natarajan, Chandra M .; Barbero, Zoe H. (27 de junio de 2016). "Mapeo nano-óptico de respuesta de fotón único de nanocables superconductores de siliciuro de molibdeno integrado (MoSi) de guía de ondas" . Optics Express . 24 (13): 13931-13938. Código bibliográfico : 2016OExpr..2413931L . doi : 10.1364 / OE.24.013931 . hdl : 1983 / 502e0a88-986b-4e79-8905-2bbd3bd75afd . ISSN 1094-4087 . PMID 27410555 .
- ^ Engel, A .; Aeschbacher, A .; Inderbitzin, K .; Schilling, A .; Il'in, K .; Hofherr, M .; Siegel, M .; Semenov, A .; Hübers, H.-W. (6 de febrero de 2012). "Detectores de fotón único superconductores de nitruro de tantalio con baja energía de corte" . Letras de Física Aplicada . 100 (6): 062601. doi : 10.1063 / 1.3684243 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Verma, VB; Korzh, B .; Walter, AB; Lita, AE; Briggs, RM; Colangelo, M .; Zhai, Y .; Wollman, EE; Beyer, AD; Allmaras, JP; Vora, H. (1 de mayo de 2021). "Detección de fotón único en el infrarrojo medio de hasta 10 μm de longitud de onda utilizando detectores de nanocables superconductores de siliciuro de tungsteno" . APL Photonics . 6 (5): 056101. doi : 10.1063 / 5.0048049 .
- ^ Taylor, Gregor G .; Morozov, Dmitry V .; Lennon, Ciaran T .; Barry, Peter S .; Sheagren, Calder; Hadfield, Robert H. (10 de mayo de 2021). "Sensibilidad infrarroja de fotón único en nanocables superconductores depositados en capa atómica" . Letras de Física Aplicada . 118 (19): 191106. doi : 10.1063 / 5.0048799 . ISSN 0003-6951 .
- ^ "Nanocables superconductores de alta temperatura para la detección de fotones" . Physica C: superconductividad y sus aplicaciones . 509 : 16-21. 2015-02-15. doi : 10.1016 / j.physc.2014.09.017 . ISSN 0921-4534 .
- ^ Shibata, H .; Takesue, H .; Honjo, T .; Akazaki, T .; Tokura, Y. (22 de noviembre de 2010). "Detección de fotón único utilizando nanocables superconductores de diboruro de magnesio" . Letras de Física Aplicada . 97 (21): 212504. doi : 10.1063 / 1.3518723 . ISSN 0003-6951 .
- ^ "Nanocables superconductores de MgB2 de baja inductancia cinética con un tiempo de relajación de 130 ps para aplicaciones de detección de fotón único" . Ciencia y tecnología de superconductores . doi : 10.1088 / 1361-6668 / abdeda / meta .
- ^ Steinhauer, Stephan; Gyger, Samuel; Zwiller, Val (8 de marzo de 2021). "Progreso en detectores de fotón único de nanocables superconductores a gran escala" . Letras de Física Aplicada . 118 (10): 100501. doi : 10.1063 / 5.0044057 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Doerner, S .; Kuzmin, A .; Wuensch, S .; Charaev, I .; Boes, F .; Zwick, T .; Siegel, M. (17 de julio de 2017). "Sesgo de frecuencia multiplexada y lectura de una matriz de detector de fotón único de nanocables superconductores de 16 píxeles" . Letras de Física Aplicada . 111 (3): 032603. doi : 10.1063 / 1.4993779 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Wollman, Emma E .; Wollman, Emma E .; Verma, Varun B .; Verma, Varun B .; Lita, Adriana E .; Farr, William H .; Shaw, Matthew D .; Mirin, Richard P .; Nam, Sae Woo (25 de noviembre de 2019). "Matriz de kilopíxeles de detectores de fotón único de nanocables superconductores" . Optics Express . 27 (24): 35279–35289. doi : 10.1364 / OE.27.035279 . ISSN 1094-4087 .
- ^ McCaughan, Adam N (1 de abril de 2018). "Arquitecturas de lectura para detectores de fotón único de nanocables superconductores" . Ciencia y tecnología de superconductores . 31 (4): 040501. doi : 10.1088 / 1361-6668 / aaa1b3 . ISSN 0953-2048 . PMC 6459399 . PMID 30983702 .
- ^ Allman, MS; Verma, VB; Stevens, M .; Gerrits, T .; Horansky, RD; Lita, AE; Marsili, F .; Beyer, A .; Shaw, MD; Kumor, D .; Mirin, R. (11 de mayo de 2015). "Una matriz de detectores de fotones únicos superconductores de nanocables de 64 píxeles en el infrarrojo cercano con lectura multiplexada integrada" . Letras de Física Aplicada . 106 (19): 192601. doi : 10.1063 / 1.4921318 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Doerner, S .; Kuzmin, A .; Wuensch, S .; Charaev, I .; Boes, F .; Zwick, T .; Siegel, M. (17 de julio de 2017). "Sesgo de frecuencia multiplexada y lectura de una matriz de detector de fotón único de nanocables superconductores de 16 píxeles" . Letras de Física Aplicada . 111 (3): 032603. doi : 10.1063 / 1.4993779 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Miyajima, Shigeyuki; Yabuno, Masahiro; Miki, Shigehito; Yamashita, Taro; Terai, Hirotaka (29 de octubre de 2018). "Codificador de direcciones cuántico de flujo único de 64 canales de resolución alta en tiempo integrado con un detector de fotón único de nanocables superconductores de píxeles múltiples" . Optics Express . 26 (22): 29045–29054. doi : 10.1364 / OE.26.029045 . ISSN 1094-4087 .
- ^ Hadfield, Robert H .; Johansson, Göran, eds. (2016). "Dispositivos superconductores en óptica cuántica" . Ciencia y Tecnología Cuántica . doi : 10.1007 / 978-3-319-24091-6 . ISSN 2364-9054 .
- ^ H. Takesue y col. , "Distribución de clave cuántica sobre una pérdida de canal de 40 dB utilizando detectores superconductores de fotón único", Nature Photonics 1 , 343 (2007), doi : 10.1038 / nphoton.2007.75 , arXiv: 0706.0397
- ^ Zhong, Han-Sen; Wang, Hui; Deng, Yu-Hao; Chen, Ming-Cheng; Peng, Li-Chao; Luo, Yi-Han; Qin, Jian; Wu, Dian; Ding, Xing; Hu, Yi; Hu, Peng (18 de diciembre de 2020). "Ventaja computacional cuántica usando fotones" . Ciencia . 370 (6523): 1460–1463. doi : 10.1126 / science.abe8770 . ISSN 0036-8075 . PMID 33273064 .
- ^ Computación cuántica fotónica de silicio - PsiQuantum en la reunión de marzo de 2021 APS , consultado el 16 de mayo de 2021
- ^ MK McManus y col. , "PICA: análisis de fallas en la parte trasera de los circuitos CMOS mediante análisis de imágenes de picosegundos," Microelectronics Reliability 40 , 1353 (2000), doi : 10.1016 / S0026-2714 (00) 00137-2
- ^ Hadfield, Robert H .; Stevens, Martin J .; Gruber, Steven S .; Miller, Aaron J .; Schwall, Robert E .; Mirin, Richard P .; Nam, Sae Woo (26 de diciembre de 2005). "Caracterización de una fuente de fotón único con un detector de fotón único superconductor" . Optics Express . 13 (26): 10846–10853. doi : 10.1364 / OPEX.13.010846 . ISSN 1094-4087 .
- ^ A. Mc Carthy et al., "Imágenes de profundidad de alta resolución y rango de kilómetros mediante detección de fotón único de longitud de onda de 1560 nm", Optics Express 21 , 8904 (2013), doi : 10.1364 / OE.21.008904
- ^ Taylor, Gregor G .; Morozov, Dmitry; Gemmell, Nathan R .; Erotokritou, Kleanthis; Miki, Shigehito; Miki, Shigehito; Terai, Hirotaka; Hadfield, Robert H. (23 de diciembre de 2019). "Contador de fotones LIDAR a 2,3 μm de longitud de onda con nanocables superconductores" . Optics Express . 27 (26): 38147–38158. doi : 10.1364 / OE.27.038147 . ISSN 1094-4087 .
- ^ G. Reithmaier et al., "Generación en chip, enrutamiento y detección de luz cuántica", (2014), arXiv: 1408.2275v2
- ^ Silverstone, JW; Bonneau, D .; Ohira, K .; Suzuki, N .; Yoshida, H .; Iizuka, N .; Ezaki, M .; Natarajan, CM; Tanner, MG; Hadfield, RH; Zwiller, V. (febrero de 2014). "Interferencia cuántica en chip entre fuentes de pares de fotones de silicio" . Nature Photonics . 8 (2): 104–108. doi : 10.1038 / nphoton.2013.339 . ISSN 1749-4893 .
- ^ Shainline, Jeffrey M .; Buckley, Sonia M .; McCaughan, Adam N .; Chiles, Jeffrey T .; Jafari Salim, Amir; Castellanos-Beltrán, Manuel; Donnelly, Christine A .; Schneider, Michael L .; Mirin, Richard P .; Nam, Sae Woo (25 de julio de 2019). "Neuronas de bucle optoelectrónico superconductoras" . Revista de Física Aplicada . 126 (4): 044902. doi : 10.1063 / 1.5096403 . ISSN 0021-8979 .
- ^ Tanner, Michael G .; Dyer, Shellee D .; Baek, Burm; Hadfield, Robert H .; Woo Nam, Sae (14 de noviembre de 2011). "Sensor Raman distribuido de fibra óptica monomodo de alta resolución para medición de temperatura absoluta utilizando detectores de fotón único de nanocables superconductores". Letras de Física Aplicada . 99 (20): 201110. Código bibliográfico : 2011ApPhL..99t1110T . doi : 10.1063 / 1.3656702 . ISSN 0003-6951 .
- ^ "Noticias | Exitosa prueba de cohetes con OTDR de conteo de fotones ID Quantique" . ID Quantique . 2020-10-28 . Consultado el 16 de mayo de 2021 .
- ^ Todaro, S. L .; Verma, V. B .; McCormick, K. C .; Allcock, D. T. C .; Mirin, R. P .; Wineland, D. J .; Nam, S. W .; Wilson, A. C .; Leibfried, D .; Slichter, D. H. (6 de enero de 2021). "Lectura de estado de un Qubit de iones atrapados utilizando un detector de fotones superconductores integrado en trampa" . Cartas de revisión física . 126 (1): 010501. doi : 10.1103 / PhysRevLett.126.010501 .
- ^ RW Heeres et al., "Detección de plasmón único en chip", Nanoletters 10 , 661 (2012), doi : 10.1021 / nl903761t
- ^ RW Heeres et al., "Interferencia cuántica de plasmones superficiales", Nature Nanotechnology 8 , 719 (2013), doi : 10.1038 / nnano.2013.150
- ^ M. Rosticher et al., "Un detector de un solo electrón de nanocables superconductores de alta eficiencia", Applied Physics Letters 97 , 183106 (2010), doi : 10.1063 / 1.3506692
- ^ H. Azzouz et al., "Detección eficiente de una sola partícula con un nanoalambre superconductor", AIP Advances 2 , 032124 (2012), doi : 10.1063 / 1.4740074
- ^ NR Gemmell et al., "Detección de luminiscencia de oxígeno singlete con un detector de fotón único de nanocables superconductores acoplados a fibra", Optics Express 21 , 5005 (2013), doi : 10.1364 / OE.21.005005
- ^ DM Boroson, RS Bondurant y JJ Scozzafava, "Descripción general de las opciones de comunicaciones láser en el espacio profundo de alta velocidad", Proc. SPIE 5338 , 37 (2004), doi : 10.1117 / 12.543010
- ^ Deutsch, Leslie J. (septiembre de 2020). "Hacia las comunicaciones ópticas del espacio profundo" . Astronomía de la naturaleza . 4 (9): 907–907. doi : 10.1038 / s41550-020-1193-1 . ISSN 2397-3366 .
- ^ Hochberg, Yonit; Charaev, Ilya; Nam, Sae-Woo; Verma, Varun; Colangelo, Marco; Berggren, Karl K. (10 de octubre de 2019). "Detección de materia oscura Sub-GeV con nanocables superconductores" . Cartas de revisión física . 123 (15): 151802. doi : 10.1103 / PhysRevLett.123.151802 .
- ^ Wollman, Emma E .; Verma, Varun B .; Walter, Alexander B .; Chiles, Jeff; Korzh, Boris; Allmaras, Jason P .; Zhai, Yao; Lita, Adriana E .; McCaughan, Adam N .; Schmidt, Ekkehart; Frasca, Simone (enero de 2021). "Avances recientes en la tecnología de detector de fotón único de nanocables superconductores para la espectroscopia de tránsito de exoplanetas en el infrarrojo medio" . Revista de telescopios, instrumentos y sistemas astronómicos . 7 (1): 011004. doi : 10.1117 / 1.JATIS.7.1.011004 . ISSN 2329-4124 .
- ^ Gemmell, NR (septiembre de 2017). "Una plataforma 4 K miniaturizada para detectores de conteo de fotones infrarrojos superconductores" . Ciencia y tecnología de superconductores . 30 (11): 11LT01. Código Bib : 2017SuScT..30kLT01G . doi : 10.1088 / 1361-6668 / aa8ac7 .