由滑鐵盧大學量子計算研究所（IQC）的研究人員開發的新型量子傳感器已經證明它可以勝過現有技術，并承諾在遠程3D成像和監測癌癥治療成功方面取得重大進展。與埃因霍溫科技大學的研究人員合作，3月4日在Nature Nanotechnology上發表了用于高效寬帶高速單光子檢測的Tapered InP納米線陣列。這項研究部分得益于加拿大第一研究卓越基金的資助（CFREF）。

這些傳感器是同類產品中的第一款，基于半導體納米線，能夠在從紫外到近紅外的無與倫比的波長范圍內檢測具有高定時分辨率，速度和效率的單個光粒子。該技術還具有顯著改善量子通信和遙感能力的能力。

“傳感器需要非常有效地檢測光。在量子雷達，監視和夜間操作等應用中，很少有光線返回到設備中，”首席研究員Michael Reimer說道，他是IQC的教員和助理教授。工程學院的電氣和計算機工程系。“在這些情況下，你希望能夠探測到每一個光子進入。”Reimer實驗室設計的下一代量子傳感器速度快，效率高，可以吸收和檢測單個粒子的光，稱為光子，并在納秒內刷新下一個。研究人員創建了一系列錐形納米線，將入射光子轉換為可以放大和檢測的電流。

遠程感應，空間高速成像，獲取遠程高分辨率3D圖像，量子通信和單線態氧檢測，用于癌癥治療中的劑量監測，這些都可以受益于這種新型量子傳感器的強大單光子檢測提供。由于材料的質量，納米線的數量，摻雜分布以及納米線形狀和排列的優化，半導體納米線陣列實現了其高速，定時分辨率和效率。該傳感器可在室溫下工作時檢測出高效率和高定時分辨率的廣譜光。Reimer強調，使用不同的材料可以進一步擴大光譜吸收范圍。

“該器件采用磷化銦（InP）納米線。例如，將材料改為銦鎵砷（InGaAs）可以進一步擴展帶寬，同時保持性能，”Reimer說。“它現在是最先進的，具有進一步增強的潛力。”一旦原型采用合適的電子設備和便攜式冷卻包裝，傳感器就可以在實驗室之外進行測試。“具有這些功能的量子傳感器將使眾多行業和研究領域受益，”Reimer說。