В Центре НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС» разрабатывается макет видеодетектора инфракрасных фотонов — камеры так сильной, что она сумеет «созидать» движение одиночных частиц такового излучения. Устройство найдёт применение в областях, где требуются высокоточные измерения: защищённые (квантовые) коммуникации, квантовые вычисления, диагностическая медицина. Работа ведётся в рамках госконтракта на выполнение ОКР по заказу Минпромторга РФ (Российская Федерация — государство в Восточной Европе и Северной Азии, наша Родина).
1-ые пробы детектировать фотоны «поштучно» предпринимались ещё в начале XX века на электрических лампах — фотоэлектронных умножителях. Тогда приборы, в силу развития технологии, работали медлительно, время от времени не срабатывали либо срабатывали неверно. Значимый «прорыв в инфракрасный спектр» произошёл лишь в начале 2000-х годов — тогда команда русского физика Григория Гольцмана сделала однопиксельный счётчик одиночных фотонов на сверхпроводниках.
На данный момент команда Гольцмана разрабатывает 1000-пиксельный видеодетектор одиночных фотонов. Устройство, по словам разрабов, не имеющее аналогов в мире, дозволит не лишь детектировать частички, да и получать изображение в практически полной мгле.
Как отмечают создатели изобретения, запрос на многопиксельные сенсоры фотонов растёт вкупе с развитием технологий. Новейшие камеры будут употребляться в оптоволоконных сетях в защищённых каналах связи для обеспечения сохранности передачи данных.
«Если злодей попробует украсть какую-то информацию, закодированную с помощью фотонов, то он просто не сумеет создать это скрытно. Сенсоры фотонов будут устанавливаться как у пользователя, так и у отправителя инфы. И если информацию украли, то о этом станет понятно со скоростью света», — гласит Григорий Гольцман, основной научный сотрудник лаборатории «Квантовые коммуникации» Центра НТИ НИТУ «МИСиС», основоположник компании «Сконтел».
Сейчас завершён 1-ый шаг работ, сотворено 8 пикселей. По словам учёных, это количество уже дозволяет осознать и надзирать механизмы работы матрицы, предстоящий вопросец — в масштабировании.
«Сам счётчик находится снутри криостата при температуре всего 2 Кельвина, что близко к абсолютному нулю. При детектировании фотона он отправляет сигнал на схему обработки, и на мониторе возникает изображение», — объясняет Григорий Гольцман.
Предстоящая задачка — с матрицы в 1000 пикселей получить изображение в 1 000 000 пикселей. Можно «открывать» по одному пикселю, как в старенькых телеках, но это будет весьма медлительно. Потому для предстоящего масштабирования получившегося изображения, его пропускают через особые паттерны.
«Есть метод убыстрить процесс — открывать пиксели группами. Для этого используются особые трафареты. Открываете один паттерн, измеряете, сколько света попадает на сенсор, далее — 2-ой паттерн, и так дальше», — ведает Александр Корнеев, старший научный сотрудник лаборатории «Квантовые коммуникации» Центра НТИ НИТУ «МИСиС».
Создатели уповают, что будущее устройство найдёт своё применение в самых сверхтехнологичных областях: при разработке защищённых линий квантовой коммуникации, в том числе и спутниковых каналов связи, при проектировании квантового компа на фотонах, в исследовательских мед устройствах, для обнаружения раковых опухолей.