Физики научили фотодиоды считать фотоны

Группе британских ученых из исследовательской лаборатории Тошиба в Кембридже, Великобритания, удалось создать эффективный и относительно дешевый счетчик фотонов на основе лавинного фотодиода. Отличительной особенностью устройства является его невысокая цена и простота конструкции. Работа авторов опубликована в журнале Nature Photonics.

При попадании фотонов в лавинный светодиод в нем возникает электрический ток. Ранее считалось, что этот ток не зависит от количества фотонов. Физикам удалось доказать, что в течение короткого промежутка времени зависимость существует, и получить ее в явном виде. Используя обнаруженную зависимость, по возникающему току можно восстановить количество фотонов.

Необходимость в подобных счетчиках возникает не только в физических задачах. В квантовом компьютере все взаимодействия предполагается осуществлять посредством фотонов. Ряд существующих алгоритмов в качестве результата выдает один, два или три фотона. При этом для продолжения работы необходимо знать их точное количество.

Устройства для подсчета числа фотонов традиционно очень дороги и сложны. Создание их аналога на основе дешевых и массово производимых лавинных светодиодов представляет значительный интерес.