Российские ученые создают самую чувствительную видеокамеру в мире

Фотон — элементарная квантовая частица электромагнитного излучения или, иначе говоря, света. Насколько важные и разноплановые функции выполняет излучение того или иного спектра, настолько же интересные применения можно найти для одиночных фотонов этого излучения. Например, имея возможность отследить отдельные кванты инфракрасного света, можно существенно повысить безопасность линий связи, точность измерительных приборов.

Первые попытки детектировать фотоны «поштучно» предпринимались еще в начале XX века на фотоэлектронных умножителях. В силу слабой технологической составляющей, они работали медленно, иногда не срабатывали, а иногда срабатывали ложно. Потом появились лавинные фотодиоды, которые работали лучше, но только с видимым светом. Существенный прорыв произошел в начале 2000-х годов, когда команда российского физика Григория Гольцмана создала однопиксельный счетчик одиночных фотонов на сверхпроводниках.

Сейчас, в 2020 году, команда НИТУ «МИСиС» разрабатывает 1000-пиксельный видеодетектор одиночных фотонов. Устройство, не имеющее аналогов в мире, позволит не только детектировать частицы, но и получать изображение в почти полной темноте. На данный момент завершен первый этап, создано 8 пикселей. По словам ученых, это количество уже позволяет понять и контролировать принципы работы матрицы, дальнейший вопрос — в масштабировании. Конечное устройство найдет свое применение в самых высокотехнологичных областях: при создании защищенных линий квантовой коммуникации, в том числе и спутниковых каналов связи, при проектировании квантового компьютера на фотонах, а также в диагностических медицинских приборах.