Учёные из НИТУ МИСИС, МПГУ, ВШЭ и РКЦ разработали новый детектор из молибдена и рения для квантовых вычислений

Учёные НИТУ МИСИС, МПГУ, ВШЭ и Российского квантового центра (РКЦ) представили новый сверхчувствительный детектор, способный обнаруживать отдельные фотоны с эффективностью до 98%. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда и Минобрнауки России. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Applied Physics Letters.

Сверхпроводниковые однофотонные детекторы позволяют находить отдельные кванты света с временным разрешением и низким уровнем ложных срабатываний. Такая технология необходима для создания фотонных квантовых процессоров, систем квантовой криптографии и биомедицинской визуализации.

Исследователи из РФ впервые показали, что детекторы из сплава молибдена и рения могут быть выращены на шероховатой пьезоэлектрической подложке ниобата лития. Новые детекторы также могут работать в однофотонном и многофотонном режимах в широком диапазоне длин волн от видимого до ближнего инфракрасного.

Традиционные сверхпроводниковые материалы, используемые для изготовления таких детекторов, имеют ограничения. Для производства таких материалов необходим высокотемпературный нагрев 600-800°C. Нагрев препятствует масштабированию и интеграции с перспективными фотонными платформами, такими как арсенид галлия и тонкоплёночный ниобат лития.

Лаборант‑исследователь лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Владислав Коровин отметил, что у нового нового материала есть преимущество, позволяющее наносить плёнку при комнатной температуре. Это делает материал совместимым с любыми подложками, включая полупроводники, для которых нагрев выше 350°C нежелателен.

Научный сотрудник Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ МИСИС Алексей Невзоров рассказал, что молибден‑рениевая плёнка была нанесена