Больше бита на фотон

В Национальном институте стандартов и технологий (NIST) и Лаборатории реактивного движения НАСА разработали метод «упаковки» информации в одиночные фотоны, который предполагается использовать для лазерной передачи данных в космосе на огромные расстояния. Учитывая крайнюю слабость сигнала на принимающей стороне в этих условиях, он должен содержать как можно больше информации. Одно из решений — использование фазово-импульсной модуляции, когда фотоны передаются через различные интервалы времени и с небольшими смещениями по разным направлениям. Эти отклонения можно использовать для кодирования дополнительных битов информации.

Недавно ученые NIST и Лаборатории реактивного движения провели первую демонстрацию системы двусторонней лазерной связи с космическим аппаратом, в которой дополнительная информация передается за счет варьирования временного интервала между отправкой фотонов. Теперь те же исследователи разработали массив сверхчувствительных детекторов, распознающих не только одиночные фотоны, но и ничтожные различия в их траектории. Детектор размером 1,5 х 3 см выполнен на проволоках из сверхпроводящего материала — силицида вольфрама. Для работы устройству требуется охлаждение до температуры около абсолютного нуля. В нынешнем варианте детектор способен регистрировать десятки миллионов фотонов в секунду, сообщают ученые.