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氦离子暴露对MGB $ _ {2} $和NBN检测器的单光子灵敏度的影响
摘要 - 超导纳米电视单光子探测器（SNSPDS）的可伸缩性，可重复性和操作温度一直是自设备首次提出以来的主要研究目标。最近将氦离子辐照作为SNSPD的后处理技术的创新可以使高检测效率更容易复制，但仍然知之甚少。此外，从高-T C材料中以微米范围的尺度制造探测器可以分别提高可伸缩性和工作温度。同时，在宽电线和诸如Diboride镁之类的更高T材料中制造成功的设备已被证明已被证明。在这项工作中，我们比较了硝酸氮化物和二吡啶镁探测器中的氦离子辐照，并与不同的材料堆栈进行了比较，以便更好地了解辐照的机制以及在有效剂量上封装层的实际意义。我们检查了实验有效剂量测试的效果，并将这些结果与相应材料堆栈中模拟预测的损伤进行了比较。在两种材料中，辐照都会导致计数率的提高，尽管对于硝酸盐而言，即使在测试最高的剂量为2的最高剂量下，这种增加也没有完全饱和。6×10 17离子/cm 2，而对于抗封闭的二氨基镁，即使是测试的最低剂量为1×10 15离子/cm 2的最低剂量似乎高于最佳。我们的结果证明了氦离子辐照到截然不同的设备和材料堆栈中的一般适用性，尽管具有不同的最佳剂量，并显示了这种后加工技术在显着提高SNSPD效率方面的可重复性和有效性。
应用说明
应用说明 光子数分辨探测器 光子数分辨 (PNR) 探测器可以识别一次探测事件中到达的光子数。到目前为止，基于超导纳米线 (SNSPD) 的单光子探测器只能通过将 SNSPD 的多像素阵列连接到读出电路来分辨光子数，读出电路决定同时点击的像素数。但是，对更多像素的需求增加了系统成本，并且增加了多个光子被同一像素吸收的概率，从而减少了光子数信息。Single Quantum 最近改进了 SNSPD 的定时抖动和恢复时间。这为 PNR 提供了一种不太复杂的解决方案：仅使用一个 SNSPD，就可以通过简单的抖动测量来测量 PNR。 测量设置 同时吸收的光子数会影响 SNSPD 电读出脉冲上升沿的斜率。可以通过将 SNSPD 读出脉冲与脉冲激光源进行时间关联来提取此斜率变化。为进行此测量，使用脉冲宽度为 2.3 ps 且重复率低于 SNSPD 恢复时间 ( f rep < 1/(5 τ ) ) 的 1064 nm 脉冲激光器。脉冲激光器的波长并不重要，但脉冲宽度必须比读出脉冲的上升时间短得多，这目前将此方案限制在基于皮秒激光的实验中。激光输出被分成两根光纤。第一根光纤连接到快速光电二极管，产生起始事件。第二根光纤通过衰减器连接到 SNSPD，以降低光功率，使 SNSPD 平均吸收 μ 个光子。SNSPD 通过时间相关装置与光电二极管相关。我们使用带宽为 4 GHz 的 40 GS/s 示波器来关联 SNSPD 和光电二极管。我们的工程师可以协助您为此类测量选择合适的相关电子设备。
在混合硅BTO平台中生成光子对
使用图1中描述的设置用于表征此混合平台中的光子生成过程。用带宽为0.52 nm的脉冲激光器以1550.97 nm为中心，脉冲宽度为1 ps，用Erbium-poped纤维放大器（EDFA）放大，为此过程产生强泵。然后通过变量光衰减器（VOA）通过，以使功率完全可调至-60 dB，而无需更改脉冲特性。使用≥80dB的组合抑制带抑制的两个密度波长多路复用器（DWDM）过滤器，用于从进入信号和惰轮收集带宽的激光器中消除泵噪声。将它们放置在极化控制器之前，以优化插入的光，以用于设计光栅耦合器的TE极化。a 99：1梁分离器允许通过安装在探针站的一个臂上的V型槽光纤阵列来监视所测试设备的功率（DUT）。从探测站输出后，使用多通道DWDM模块驱动信号和惰轮频率并拒绝泵。然后将一个额外的单通道DWDM放在信号和怠速通道上以进行额外过滤。芯片后这种过滤还为每个通道提供了≥80dB的排斥带抑制。最后，将两个通道通过光纤网络路由到两个连接到时间间隔分析仪（TIA）的光子柱超导纳米线单光子探测器（SNSPD）。
物理
房间：106 Spalding 实验室 检测和操纵压缩光用于量子计量和通信 Esme Knabe 导师：Maria Spiropulu 压缩光是一种亚泊松非经典光状态，在精密测量和量子通信等领域有广泛的应用。由于与现实世界系统的相关性，开发能够与现有光学和光子设备集成的压缩光过程至关重要。为此，该项目旨在展示使用桌面设备和集成光子学测量和操纵压缩光的相空间。这项工作的一些贡献包括但不限于压缩态的相位锁定以实现确定性相位旋转、通过将相干光与压缩光混合来产生位移压缩态、以及优化压缩光实际量子应用实验。通过量子电路假设搜索，使用量子生成对抗网络生成逼真的 LHC QCD 模拟 Yiyi Cai 导师：Maria Spiropulu、Jean-Roch Vlimant 和 Samantha Davis 经典生成模型已被证明有望成为替代生成模型，可以取代部分或全部对撞机数据的详细模拟链，尤其是在 LHC 中。由于初态希尔伯特空间大小的指数缩放和量子系统的内在随机性，量子-经典混合生成模型可以提供更高的精度和性能。这种方法的一个局限性是可以任意选择所用量子电路的假设。我们研究了量子-经典生成对抗模型的性能，以使用变分量子电路作为模型的生成部分来模拟 LHC 上强子喷流的特征，并进一步搜索电路假设空间以找到性能最佳的电路。我们对强子喷流数据集中量子-经典混合生成对抗模型的性能得出结论，并对此类方法在 LHC 上的可用性进行了展望。时间箱量子密钥分发密钥交换 Ismail Elmengad 导师：Maria Spiropulu 和 Anthony LaTorre 量子密钥分发 (QKD) 使双方 Alice 和 Bob 能够实现信息论安全通信。这意味着无论多少计算资源都无法让第三方访问 Alice 和 Bob 的通信。量子比特可以用几种方式编码。该项目将使用时间箱协议来交换量子比特。光子要么在时间基础上准备，它们落入早期或晚期时间箱，类似于经典信息中的 0 和 1，要么在相位基础上准备，这是早期和晚期状态的叠加。通过表征影响量子比特错误率 (QBER) 的各种因素，例如暗计数、脉冲宽度、QBER 稳定性，相位调制等。我们希望通过光纤介质实现任意长度的有效密钥交换。QKD 是通过光纤和视距自由空间环境进行安全通信的一个令人兴奋的前景。用于量子网络的时间箱编码光子量子比特的 Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 状态的生成 Nassim Tavakoli 导师：Maria Spiropulu、Samantha Davis、Raju Valivarthi 和 Nikolai Lauk 量子纠缠是量子信息应用（如量子计算、通信和计量）的重要资源，有望实现计算加速、信息论安全通信和增强的传感能力。该项目将重点研究由三个纠缠粒子组成的 GHZ 状态。我们旨在使用光纤耦合元件、体非线性和最先进的超导纳米线单光子探测器（SNSPD）生成时间箱量子比特的 GHZ 状态。纠缠光子可以通过自发参数下变频和连续波泵浦光后选择产生。这些“飞行量子比特”通过基于到达时间的时间箱技术传输编码的信息。这一演示将是迈向现实世界量子网络的重要一步，这是一种更有效地生成量子隐形传态所需状态的方法。