Mikroaaltoja voidaan käyttää moneen, viime aikoina useimmiten datan erittäin nopeaan siirtämiseen langattomasti. Lundin yliopiston tutkijat ovat kuitenkin onnistuneet kehittämään mikroaaltojen ilmaisimen eli detektorin, joka saattaa vauhdittaa kvanttitietokoneiden kehitystä.
Nature Communications -lehdessä kuvattu ilmaisin kehitettiin erillisen kokeen avulla. – Jotta kommunikaatio kvanttitietokoneen eri osien välillä olisi mahdollinen, täytyy järjestelmän pystyä havaitsemaan yksittäisiä mikroaaltofotoneita erittäin tarkasti. Meidän kokeemme osoitti aivan uuden tavan tehdä tämä, sanoo fyysikko Peter Samuelsson Lundin tutkimusryhmästä.
Tutkimuksessa kehittivät loivat ilmaisimen, joka käytti puolijohdenanolankoja. Näiden lankojen suuri etu on, että ne voidaan liittää jo olemassa olevaan tekniikkaan. Nanolankojen ominaisuudet ovat myös suuren läpimurron perusta.
- Nanolankojen ansiosta olemme onnistuneet havaitsemaan fotoneja jatkuvasti muuttamalla ne mitattavaksi elektronivirraksi. Tämä tarkoittaa sitä, että ilmaisimen ei tarvitse tietää, milloin fotonit saapuvat, mitä usein vaaditaan nykyisissä mikroaaltoilmaisimissa, sanoo Lundin yliopiston fysiikan tutkija Ville Maisi.
Yksittäisten näkyvän valon fotonien ilmaisimet ovat olleet käytössä jo pitkään ja niitä käytetään monilla tekniikan aloilla. Mutta Lundin tutkijat osoittivat, että perusperiaatteet toimivat myös mikroaaltofotoneille, vaikka niiden energiamäärä on vain yksi kymmenestuhannesosa. Kokeessa tutkijat pystyivät osoittamaan, että kuusi prosenttia kaikista fotoneista muuttuivat elektroneiksi. Tämä on noin tuhat kertaa parempi tulos kuin aiemmissa kokeissa mitattu.
- Teoreettiset analyysimme osoittavat, että voimme saavuttaa lähes sadan prosentin tehokkuuden parantamalla koetta. Toivomme, että tuloksemme ovat lähtökohta kehittää erittäin herkkiä ilmaisimia, joita voidaan käyttää useilla tekniikan aloilla, sanoo Peter Samuelsson.
