Em 14 de março, a Universidade de Tianjin anunciou que a equipe do professor Hu Xiaolong, do Instituto de Instrumentação de Precisão e Engenharia Optoeletrônica, desenvolveu com sucesso um detector supercondutor de fóton único com estrutura fractal (SNSPD fractal). Esse avanço pode oferecer detectores de fóton único de alto desempenho para aplicações em computação quântica óptica, distribuição de chave quântica, comunicação óptica espacial de longa distância e imageamento óptico. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista científica IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics.

　　Os detectores de fóton único são dispositivos optoeletrônicos de extrema sensibilidade, desempenhando um papel crucial na captura e registro de sinais ópticos. Eles são componentes essenciais para o avanço das tecnologias de detecção de alta sensibilidade, imageamento de baixa luminosidade e processamento de informações quânticas ópticas.

　　No entanto, os detectores convencionais de fóton único enfrentam desafios como limitação no espectro de detecção, velocidade de resposta, relação sinal-ruído ou eficiência comprometida devido à polarização dos fótons. Inspirada na geometria fractal da natureza, a equipe de pesquisa projetou uma nova estrutura de nanofios fractais, abrindo caminho para a detecção de fótons único com alta eficiência e independente da polarização da luz incidente.

　　A estrutura dos nanofios fractais é complexa e extremamente precisa. Por um lado, essa configuração geométrica permite uma detecção eficiente de fótons com qualquer estado de polarização; por outro, impõe exigências rigorosas nos processos de micro e nanotecnologia para fabricação dos dispositivos e chips.

　　Utilizando técnicas avançadas de nanofabricação e após anos de pesquisa e aprimoramento, a equipe desenvolveu um processo estável de produção de dispositivos e chips em micro e nanoescala. Adaptando-se a diferentes cenários de aplicação, foram criados dispositivos, chips, módulos e sistemas SNSPD fractais com excelente desempenho em múltiplas faixas de trabalho.