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Projekt laufend

SQCAM

A Single Quantum Camera

Thema Basistechnologien für Quantentechnologien

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.10.2025 - 30.09.2028

Projektvolumen 598584

Förderquote zu 100 % durch das BMFTR gefördert

Elektronenrastermikroskop Bild eines hochsensiblen 8x8 Pixel Detektor Arrays
Mario Hentschel, Universität Stuttgart

Elektronenrastermikroskop Bild eines hochsensiblen 8x8 Pixel Detektor Arrays

Beschreibung

Motivation

Im Projekt „A single quantum camera“ (SQCAM) soll eine pixellierte Kamera, bestehend aus supraleitenden Einzelphotonendetektoren, aufgebaut werden. Die Kamera zeichnet sich dadurch aus, dass ihr Konzept von 2x2 auf 4x4, 8x8, 16x16 und weiter auf 256x256 bis hin zu Megapixeln oder Multimega-Pixeln skalierbar ist. Desweiteren kann die Kamera aufgrund des plasmonischen perfekten Absorberprinzips breitbandig auf Wellenlängen abgestimmt werden, die von vom nahen Infrarot bei 1 μm bis ins Mittelinfrarote bei 10 μm reichen.

Ziele und Vorgehen

Das vorgeschlagenes Konzept beruht auf einem 4-Lagenprozeß, der einen perfekten plasmonischen Absorber aus Goldreflektor, dielektrischem Spacer, Nb-/NbN/NbTiN supraleitender Mäander-Nanoantenne, sowie einem Cr-Widerstand beinhaltet. Da die Auslesung über Zeilen und Spalten funktioniert, sind insgesamt nur 2 Wurzel (N) Anschlüsse für N Pixel notwendig und keine N Anschlüsse, wie das bei bisherigen Lösungen der Fall ist. Des Weiteren können durch unser Multilagenkonzept extrem hohe Bedeckungsgrade erreicht werden.

Innovation und Perspektiven 

Die Anwendungen einer solchen Single-Photon pixellierten Kamera reichen von der Detektion von Multiphoton-Zuständen bei der Quantenkommunikation oder in der Quantensensorik bis hin zu Quantenimaging (Imaging von Geist-Bildern) über Imaging von chemischen Stoffen mit Fingerprints im mittleren Infrarot bis hin zur Quantenkommunikation mit Satelliten durch absorbierende Wolken hindurch in den Transmissionsfenstern von 3-5 und 8-12 μm. Der Transfer in die Industrie ist gewährleistet durch die enge Anbindung von Stuttgarter Unternehmen, die sich für den Einsatz unserer skalierbaren Multipixel-Detektoren bei Quantenkommunikation und photonischem Quantencomputing interessiert. Ebenfalls geplant ist, die Ergebnisse der Forschungen zu patentieren.

Koordinierender Projektpartner

Prof. Dr. Harald Giessen

E-Mail: h.giessen@pi4.uni-stuttgart.de 

Weitere Infos
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