ERC-Grant: QuESADILLA: Quantum Engineering Superconducting Array Detectors in Low-Light Applications

Supraleitende Detektoren sind der Goldstandard der Messinstrumente für die Messung einzelner Photonen. Sie bieten unangefochtene Effizienzen, Signal-Rausch-Verhältnisse und zeitliche Genauigkeiten. Als einzelne Bestandteile haben diese Detektoren das Feld der Quantenoptik bereits revolutioniert und werden nun für die Fernerkundung, Kommunikation im Weltraum und sogar bei der Erforschung dunkler Materie verwendet.

Ein Ziel dieser Technologie ist der Bau größerer Arrays dieser Detektoren zum Einsatz in der Bildgebung oder für großskalige Photonenzählsysteme. Der Schlüssel zur Ausnutzung der Leistungsfähigkeit dieser Detektoren ist die Optimierung der zugrunde liegenden Quanten-Antwortfunktion. Dies wird durch die Charakterisierung und Entwicklung der Detektoren mittels eines Prozesses namens Quanten-Detektortomografie erreicht. Das Ziel von QuESADILLA ist die Umsetzung dieser Charakterisierung und die Optimierung verschiedener Freiheitsgrade für die Arrays supraleitender Detektoren. Auf diese Weise können die Detektoren nicht nur Photonen zählen, sondern bieten zudem spektrale, räumliche und zeitliche Informationen über den gemessenen optischen Zustand. Dieser Ansatz findet Anwendung in der Erzeugung von Hochkontrastbildern, dem spektral breitbandigen optischen Abtasten im Einzelphotonenbereich und der Photonenzählung im hohen Dynamikumfang.

Über das Projekt werden drei Wissenschaftler für die Entwicklung der Fabrikation und Charakterisierungswerkzeuge zum Bau der Arrays supraleitender Detektoren für fünf Jahre angestellt und ausgestattet.

Dieses Projekt wird vom Europäischen Forschungsrat (ERC) im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union (Fördervereinbarung Nr. 101042399) gefördert.