In un recente passo avanti nel campo dell’informatica quantistica e delle tecnologie ottiche, i ricercatori hanno scoperto un aspetto importante del rilevamento dei fotoni. I rilevatori di fotoni singoli nanofili superconduttori (SNSPD), fondamentali nella comunicazione quantistica e nei sistemi ottici avanzati, sono stati a lungo ostacolati da un fenomeno noto come conteggi oscuri intrinseci (iDC). Questi segnali spuri, che si verificano senza alcun reale innesco di fotoni, incidono in modo significativo sulla precisione e sull'affidabilità di questi rilevatori.
Comprendere e mitigare gli iDC è fondamentale per migliorare le prestazioni degli SNSPD, che sono parte integrante di un'ampia gamma di applicazioni, dalla comunicazione sicura alle osservazioni astronomiche sensibili.
Un team guidato dal Prof. Lixing You e dal Prof. Hao Li dello Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology (SIMIT), Accademia cinese delle scienze (CAS) ha utilizzato un nuovo metodo di lettura differenziale per studiare la distribuzione spaziale degli iDC negli SNSPD con e senza costrizioni geometriche artificiali. Questo approccio ha consentito una caratterizzazione precisa delle origini spaziali degli iDC, rivelando l'influenza significativa delle piccole costrizioni geometriche all'interno dei rilevatori.
Lo studio ha rivelato che gli iDC negli SNSPD sono causati prevalentemente da alcune costrizioni geometriche specifiche, indipendentemente dalle dimensioni complessive del dispositivo. I risultati suggeriscono che individuando e modificando queste restrizioni, potrebbe essere possibile ridurre sostanzialmente la presenza di iDC. Lo studio è pubblicato sulla rivista Superconductivity .
Questa svolta ha profonde implicazioni per il futuro della tecnologia quantistica e dei sistemi ottici. Mitigando il problema dei conteggi oscuri, la precisione e l'affidabilità del rilevamento dei fotoni possono essere notevolmente migliorate, aprendo la strada a progressi nella comunicazione quantistica sicura e a una maggiore sensibilità nelle osservazioni astronomiche.
Ulteriori informazioni: Xingyu Zhang et al, Origine geometrica dei conteggi oscuri intrinseci nei rilevatori di fotoni singoli nanofili superconduttori, Superconduttività (2022). DOI:10.1016/j.supcon.2022.100006
Fornito dal Centro giornalistico dell'Università Jiao Tong di Shanghai
