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量子技術：40万ピクセルの超伝導ナノワイヤー単一光子カメラ
Nature 622, 7984 doi: 10.1038/s41586-023-06550-2
過去50年にわたって、超伝導検出器によって、幅広い用途において微弱な電磁信号を検出する非常に優れた感度と速度が得られている。こうした検出器は、非常に低い温度で動作し、生じる過剰な雑音が最小限であることから、実在の非局所性、暗黒物質の探索、初期宇宙のマッピング、量子コンピューティングや量子通信の実行に理想的なものとなっている。しかし、その魅力的な特性にもかかわらず、今のところ大規模な超伝導カメラは存在しておらず、実証された最大のものでさえ2万ピクセルを超えていない。これは、特に超伝導ナノワイヤー単一光子検出器（SNSPD）に当てはまる。こうした検出器は、98.0％のシステム検出効率、3 ps以下のタイミング・ジッター、紫外域から中赤外域の感度、マイクロヘルツの暗計数率のものが実証されているが、キロピクセルより大きいサイズのアレイは実現されていない。今回我々は、最新のものから400倍の向上となる400万ピクセルのSNSPDカメラの開発について報告する。アレイの面積は、5 × 5 μmの解像度で4 × 2.5 mmと広く、波長370 nmと635 nmで量子効率は1に達し、計数率が1.1 × 105 カウント/秒（cps）、暗計数率は1.0 × 10−4 cps / 検出器（アレイ全体では0.13 cpsに相当する）であった。撮像エリア内には補助回路が一切収められていないので、このアーキテクチャーは今回の実証を大幅に超えて拡張可能であり、広範囲の電磁スペクトルにわたって検出効率が1に近い大判の超伝導カメラへの道を開く。
