Les chercheurs de NPL ont signalé une nouvelle méthode de détection de charge à grande vitesse pour les électrons balistiques, une technique potentiellement utile dans les champs de l'optique quantique électronique, de la métrologie électrique quantique, de la technologie du qubit volante et de la détection du signal.
L'étude, publiée dans Lettres d'examen physiquerévèle que la présence d'un seul électron balistique peut être révélée en suivant le chemin d'un autre électron « détection » en mouvement rapide. En dirigeant les chemins de ces électrons près les uns des autres, la petite répulsion entre eux peut rediriger l'électron de détection, comme une voie de commutation de train ou des voitures détournant une autoroute.
Lorsque des capteurs de charge sont utilisés dans des dispositifs quantiques, ils sont mesurés en continu, chaque échantillon suffisamment long pour résoudre un signal du bruit. Le système de détection NPL exploite la synchronisation entre le détecteur et la détection des électrons pour obtenir une sélectivité de temps extrême, n'échantillonnant que dans une fenêtre temporelle minuscule et détectant les interactions qui se produisent dans seulement 1 à 2 picosecondes.
Pour mettre cela dans un certain contexte, il existe diverses plateformes de technologie quantique à divers stades de développement, en concurrence pour déterminer quel est le plus pratique pour les applications. Le travail de NPL met en évidence une caractéristique clé de la plate-forme basée sur des électrons balistiques en semi-conducteurs.
Ces systèmes, qui imitent quelque peu les systèmes optiques quantiques, ont des échelles de fonctionnement intrinsèquement rapides. Les schémas de détection sont un ingrédient pour construire des circuits à électrons uniques complexes et débloquer de nouvelles technologies quantiques.
Jonathan Fletcher, scientifique principal, a déclaré: « Tous les conducteurs présentent une physique d'électrons balistique à l'échelle atomique à des échelles de temps très courtes, mais il est inhabituel de pouvoir détecter cela au niveau des électrons uniques, et encore moins d'avoir un contrôle direct. Ce contrôle et cette détection sont exactement ce que notre système vous donne.
« C'est excitant pour moi parce que le contrôle de l'électricité aux échelles nanométriques et picosecondes est un outil fondamental pour la métrologie et également une voie vers d'autres capacités compatibles quantiques. »
