Сотрудники Московского педагогического государственного университета создали компактную микросхему, которая детектирует одиночные фотоны — кванты света — и определяет состав света.

Об этом НСН сообщили в пресс-службе Российского научного фонда.

Разработанная микросхема служит основным элементом однофотонного спектрометра, который позволит определять одиночные фотоны в широком диапазоне длин волн и анализировать спектральный состав света.

Специалисты подчеркнули, что с помощью таких спектрометров можно находить заращенные вещества и оружие, а также определять патологии в организме человека, заменив томографию.

По словам одного из авторов разработки, доктора физико-математических наук, ведущего научного сотрудника Московского педагогического государственного университета Александра Корнеева, Готовое устройство на чипе занимает площадь всего 2 квадратных миллиметра и имеет эффективность около 20%.

«Такая эффективность обычному человеку кажется низкой, потому что на детектор падает сто фотонов, а мы меряем 20, но для такого рода приборов это хороший результат, который к тому же может быть значительно улучшен в будущем», — Корнеев.

Также эти спектрометры могут применяться при решении актуальных задач современной биомедицинской науки. Новые микросхемы позволят выявлять процессы, происходящие в межклеточном пространстве организма, прогнозировать их и предлагать способы управления ими.

«Предложенная технология позволяет говорить о первом успешном этапе развития интегральных квантово-оптических микросхем, где на одном чипе размещаются все оптические компоненты, выполняющие обработку сигналов, оперируя непосредственно квантами света. Такая технология также применима для создания квантового оптического компьютера, обещающего в ряде задач значительное повышение скорости и объема вычислений», — заключил Корнеев.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Высшей школы экономики, Московского физико-технического института, Технологического института Карлсруэ (Германия), Вестфальского университета имени Вильгельма (Германия) и из Института прикладной физики твердого тела Фраунгофера (Германия).