Sebuah tim ilmuwan dari NTI "Quantum Communications" Center of NUST MISIS sedang mengembangkan prototipe pertama di dunia dari detektor video untuk foton inframerah - kamera yang sangat kuat sehingga dapat "melihat" pergerakan partikel tunggal dari radiasi tersebut. Matriks 1000 piksel akan dipasang di kamera, dan sistem semacam itu akan diterapkan di sejumlah area di mana pengukuran presisi tinggi diperlukan: komunikasi yang aman, termasuk satelit, komputasi kuantum, dan pengobatan diagnostik. Pengembangan dilakukan dalam kerangka kontrak negara untuk implementasi R&D yang ditugaskan oleh Kementerian Perindustrian dan Perdagangan Federasi Rusia.
Ide ini bukanlah hal baru - upaya pertama untuk mendeteksi foton "demi potongan" dilakukan pada awal abad ke-20 menggunakan tabung elektron - tabung pengganda foto. Namun, perangkat pertama, karena komponen teknologinya yang lemah, bekerja dengan lambat, terkadang tidak berfungsi, dan terkadang berfungsi dengan tidak benar. Kemudian datang perangkat semikonduktor - dioda longsoran salju, yang bekerja lebih baik, tetapi hanya dengan cahaya tampak. Terobosan signifikan dalam jangkauan inframerah terjadi pada awal 2000-an, ketika tim fisikawan Rusia Grigory Goltsman, yang mendirikan perusahaan Skontel, menciptakan penghitung satu piksel dari foton tunggal pada superkonduktor.
Sekarang, pada 2020, sudah di NUST MISIS Center for NTI “Quantum Communications” atas perintah Kementerian Perindustrian dan Perdagangan Federasi Rusia, tim sedang mengembangkan detektor video 1000 piksel untuk foton tunggal. Perangkat, yang tidak memiliki analog di dunia, akan memungkinkan tidak hanya mendeteksi partikel, tetapi juga mendapatkan gambar dalam kegelapan yang hampir sama sekali. Saat ini, tahap pertama selesai, 8 piksel dibuat. Menurut para ilmuwan, angka ini sudah memungkinkan Anda untuk memahami dan mengontrol prinsip-prinsip matriks, pertanyaan selanjutnya adalah penskalaan.
“Penghitung itu sendiri berada di dalam cryostat dengan suhu hanya 2 Kelvin, yang mendekati nol mutlak. Saat foton terdeteksi, ia mengirimkan sinyal ke sirkuit pemrosesan, dan gambar muncul di layar, "kata Grigory Goltsman, Kepala Peneliti di Laboratorium Komunikasi Kuantum di NITU MISIS NTI Center, pendiri perusahaan Skontel.
Langkah kami selanjutnya adalah mendapatkan gambar 1.000.000 piksel dari matriks 1000 piksel. Anda dapat "membuka" satu piksel pada satu waktu, seperti di TV lama, tetapi akan sangat lambat. Oleh karena itu, untuk menskalakan gambar yang dihasilkan lebih lanjut, gambar dilewatkan melalui pola khusus.
“Ada cara untuk mempercepat proses - buka piksel dalam kelompok. Untuk ini, stensil khusus digunakan. Anda membuka satu pola, mengukur seberapa banyak cahaya mengenai detektor, lalu pola kedua, dan seterusnya, ”kata Alexander Korneev, peneliti senior di laboratorium Komunikasi Kuantum di NITU MISIS NTI Center.
Sebagaimana dicatat, perangkat terakhir akan menemukan aplikasinya di bidang paling berteknologi tinggi: saat membuat jalur komunikasi kuantum yang aman, termasuk saluran komunikasi satelit, saat merancang komputer kuantum berdasarkan foton, serta dalam perangkat medis diagnostik.