يقوم فريق من العلماء من مركز الاتصالات الكمومية NTI التابع لـ NUST MISIS بتطوير أول نموذج أولي في العالم لكاشف فيديو لفوتونات الأشعة تحت الحمراء - وهي كاميرا قوية جدًا بحيث يمكنها "رؤية" حركة الجسيمات المفردة لهذا الإشعاع. سيتم تثبيت مصفوفة 1000 بكسل في الكاميرا ، وسيجد مثل هذا النظام تطبيقًا في عدد من المجالات التي تتطلب قياسات عالية الدقة: اتصالات آمنة ، بما في ذلك الأقمار الصناعية ، والحوسبة الكمية ، والطب التشخيصي. يتم تنفيذ التطوير في إطار عقد حكومي لتنفيذ البحث والتطوير بأمر من وزارة الصناعة والتجارة في الاتحاد الروسي
هذه الفكرة ليست جديدة - المحاولات الأولى لاكتشاف الفوتونات "واحدًا تلو الآخر" تمت في بداية القرن العشرين باستخدام أنابيب الإلكترون - أنابيب مضاعفة ضوئية. ومع ذلك ، فإن الأجهزة الأولى ، بسبب ضعف المكون التكنولوجي ، عملت ببطء ، وأحيانًا لم تكن تعمل ، وفي بعض الأحيان كانت تعمل بشكل خاطئ. ثم جاءت أجهزة أشباه الموصلات - الثنائيات الضوئية الجليدية ، والتي عملت بشكل أفضل ، ولكن فقط مع الضوء المرئي. حدث اختراق كبير في مجال الأشعة تحت الحمراء في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، عندما أنشأ فريق الفيزيائي الروسي غريغوري غولتسمان ، بعد أن أسس شركة Skontel ، عدادًا من بكسل واحد للفوتونات المفردة على الموصلات الفائقة.
الآن ، في عام 2020 ، داخل مركز NUST MISIS NTI للاتصالات الكمومية ، بتكليف من وزارة الصناعة والتجارة RF ، يقوم الفريق بتطوير كاشف فيديو 1000 بكسل للفوتونات الفردية. الجهاز ، الذي ليس له نظائر في العالم ، لن يسمح فقط باكتشاف الجسيمات ، ولكن أيضًا الحصول على صورة في ظلام شبه كامل. في الوقت الحالي ، تم الانتهاء من المرحلة الأولى ، يتم إنشاء 8 بكسل. وفقًا للعلماء ، يسمح لك هذا الرقم بالفعل بفهم مبادئ المصفوفة والتحكم فيها ، والسؤال التالي هو القياس.
"العداد نفسه داخل ناظم ناظم عند درجة حرارة 2 كلفن فقط ، وهي قريبة من الصفر المطلق. عندما يتم الكشف عن فوتون ، فإنه يرسل إشارة إلى دائرة المعالجة ، وتظهر صورة على الشاشة "، كما يقول جريجوري جولتسمان ، كبير الباحثين في مختبر الاتصالات الكمومية في مركز NITU MISIS NTI ، مؤسس شركة Skontel.
خطوتنا المستقبلية التالية هي الحصول على صورة 1،000،000 بكسل من مصفوفة 1000 بكسل. يمكنك "فتح" بكسل واحد في كل مرة ، كما هو الحال في أجهزة التلفزيون القديمة ، ولكن سيكون ذلك بطيئًا جدًا. لذلك ، لتوسيع نطاق الصورة الناتجة ، يتم تمريرها من خلال أنماط خاصة.
"هناك طريقة لتسريع العملية - فتح وحدات البكسل في مجموعات. لهذا ، يتم استخدام الإستنسل الخاص. تفتح نمطًا واحدًا ، وتقيس مقدار الضوء الذي يضرب الكاشف ، ثم النمط الثاني ، وما إلى ذلك ، "كما يقول ألكسندر كورنيف ، كبير الباحثين في مختبر اتصالات الكم في NITU MISIS NTI Center.
كما لوحظ ، سيجد الجهاز النهائي تطبيقه في أكثر المجالات عالية التقنية: عند إنشاء خطوط اتصال كمومية آمنة ، بما في ذلك قنوات الاتصال عبر الأقمار الصناعية ، عند تصميم كمبيوتر كمي يعتمد على الفوتونات ، وكذلك في الأجهزة الطبية التشخيصية