МОСКВА, 10 ноября. /ТАСС/. Российские физики разработали сверхчувствительный детектор, способный обнаруживать отдельные фотоны с очень высокой эффективностью, который при этом можно встраивать внутрь квантовых чипов из полупроводников и новых перспективных материалов. Это открывает дорогу для разработки новых систем квантовых вычислений, связи и сенсоров, сообщила ТАСС пресс-служба НИТУ МИСИС.
"Сочетание ниобата лития с новым сверхпроводящим покрытием на базе молибдена и рения делает возможным создание компактных и чувствительных квантовых устройств, в том числе оптикорадиочастотных преобразователей для квантового интернета. Их создание позволит в корне изменить парадигму квантовых вычислений и объединить разрозненные квантовые вычислители", - пояснил научный сотрудник Центра компетенций НТИ "Квантовые коммуникации" НИТУ МИСИС Алексей Невзоров, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Отмечается, что детекторы одиночных фотонов представляют собой один из самых важных компонентов квантовых вычислительных устройств и систем шифрации данных. Подобные устройства необходимы для передачи информации между отдельными компонентами квантового компьютера, а также они используются в работе квантовых сенсоров, в различных научных приборах и в телекоммуникационной отрасли.
Как правило, для изготовления подобных сенсоров обычно используются различные материалы со сверхпроводящими свойствами. В процессе их обработки инженерам приходится нагревать изготовляемое устройство до температуры в 600-800 градусов Цельсия, что часто сильно мешает или не позволяет встраивать датчики одиночных частиц света в квантовые устройства и чипы из многих перспективных материалов, таких как арсенид галлия (GaAs) и тонкопленочный ниобат лития (LNOI).
Российские ученые обнаружили, что этого недостатка лишены разработанные ими однофотонные детекторы из сплава молибдена и рения, которые можно выращивать даже при комнатной температуре на подложках из ниобата лития при помощи метода магнетронного распыления. Первые опыты с данными датчиками частиц света показали, что они способны работать в однофотонном и многофотонном режимах в широком диапазоне длин волн от видимого света до ближнего инфракрасного излучения.
По словам исследователей, разработанные ими датчики способны обнаруживать отдельные фотоны с эффективностью до 73% и 98% при работе на двух ключевых длинах волн, применяемых в работе фотонных чипов, и при этом детекторы работали при относительно высокой температуре среды, что не свойственно другим аморфным сверхпроводникам. Разработка уже привлекла внимание одной из ведущих российских компаний, работающей в отрасли и специализирующейся на создании квантовых сенсоров, подытожили ученые.