Os pesquisadores constroem uma série de detectores de luz em um chip fotônico capaz de registrar fótons individuais

p Montagem de PIC de alta eficiência do sistema com detectores integrados via transferência de membrana. (a) Transferência de membrana de um SNSPD em um guia de onda fotônico. (b) Esboço do chip fotônico com quatro detectores integrados de guia de ondas (A1, A2, B1 e B2). (c) Micrografias das seções I – VI marcadas em b. A luz infravermelha (setas vermelhas) foi acoplada a partir de uma fibra com lente (I) com um diâmetro de ponto de 2,5 μm em um acoplador de polímero 2 × 3 μm (II). O acoplador se sobrepôs a uma seção cônica inversa de 50 a 500 nm de largura de um guia de ondas de silício (III). A luz de entrada viajou ao longo do guia de ondas de 500 nm (IV) por uma distância de 2 mm antes de atingir um divisor de feixe 50:50 (acoplador direcional em V) seguido pelos detectores integrados de guia de ondas (VI). O comprimento equivalente da barra de escala (azul) é 3 μm. Crédito: Nature Communications 6, Número do artigo:5873 doi:10.1038 / ncomms6873

p Uma grande equipe de pesquisadores com membros do MIT, IBM, O JPL da NASA e a Columbia University desenvolveram um processo que permite a integração escalonável de detectores de fóton único nanofio supercondutores (SNSPDs) em uma variedade de circuitos fotônicos. Em seu artigo publicado na revista Nature Communications , a equipe descreve seu novo processo e por que eles acreditam que um dia pode levar a um processador quântico fotônico prático em um chip. p Os cientistas têm trabalhado arduamente na tentativa de construir um computador quântico há vários anos, e embora os resultados às vezes tenham sido promissores, ainda há um longo caminho a percorrer. Para que esse computador funcione, um processador quântico de algum tipo deve ser criado. O pensamento atual é que esse processador provavelmente será baseado em fótons (porque eles são relativamente fáceis de emaranhar e porque podem ser manipulados mais facilmente do que outros tipos de bits quânticos) e terá que ser baseado em chip. Neste novo esforço, os pesquisadores criaram um processo que permite a integração escalonável de SNSPDs em vários tipos diferentes de circuitos fotônicos.

p Para um computador quântico baseado em fótons funcionar, a lógica sugere, ele precisará ser capaz de detectar e processar fótons individuais. SNSPDs são considerados os detectores de fóton único mais promissores desenvolvidos até agora, mas, tristemente, os processos desenvolvidos para construí-los foram afetados por um grande número de defeitos. Neste novo esforço, os pesquisadores desenvolveram um processo que permite construir cada detector separadamente, e colocar apenas aqueles que não apresentam defeitos em um chip óptico. O processo também exige a construção de chips ópticos separadamente, usando técnicas de fabricação de chips padrão.

p A equipe relata que seu processo permite a construção de matrizes de detectores maiores e mais densas do que as construídas antes - e também mais sensíveis. Eles provaram suas afirmações construindo detectores capazes de lidar com 20% dos fótons enviados em sua direção - dez vezes melhor do que os métodos anteriores. Cada um foi feito em membranas de tamanho mícron e aqueles que passaram no teste, foram transferidos para um guia de ondas usando um microscópio óptico.

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