Phát minh của Nga trong lĩnh vực lượng tử, được đăng trên tạp chí nghiên cứu khoa học quốc tế uy tín tên tuổi. Nghiên cứu đây
MoRe superconducting nanowire single-photon detector atop of lithium niobate on insulator
Volume 127, Issue 17, 27 October 2025, Applied Physics Letters (APL) Journal
Impact Factor: 3.6 Q1
Picosecond superconducting single-photon optical detector
Volume 79, Issue 6, 6 August 2001, Applied Physics Letters (APL) Journal
Một thiết bị dò siêu nhạy mới sẽ giúp mở rộng quy mô các công nghệ lượng tử
Ngày 21 tháng 12 năm 2025
Các nhà khoa học Nga đã giới thiệu một thiết bị dò siêu nhạy có khả năng phát hiện từng photon riêng lẻ với hiệu suất lên đến 98%. Phát minh này có thể là nền tảng cho sự phát triển của điện toán lượng tử, truyền dữ liệu an toàn và các ứng dụng trong thiên văn học và chẩn đoán y sinh.
Các bộ детеctor photon đơn siêu dẫn , được phát minh ở Nga, được coi là yếu tố then chốt của công nghệ lượng tử. Chúng cho phép phát hiện các lượng tử ánh sáng riêng lẻ với hiệu suất, độ phân giải thời gian và tỷ lệ báo động sai thấp, điều này rất cần thiết để tạo ra các bộ xử lý lượng tử quang học, hệ thống mật mã lượng tử và hình ảnh y sinh. Tuy nhiên, các vật liệu siêu dẫn truyền thống được sử dụng để chế tạo chúng có những hạn chế: chúng yêu cầu nung nóng ở nhiệt độ cao 600–800°C, điều này cản trở đáng kể việc thu nhỏ quy mô và tích hợp với các nền tảng quang học triển vọng nhất, chẳng hạn như gali arsenide (GaAs) và niobat lithi màng mỏng (LNOI).
"Một ưu điểm quan trọng của vật liệu này là khả năng phủ màng ở nhiệt độ phòng, giúp nó tương thích với mọi chất nền, bao gồm cả chất bán dẫn, đối với những chất này việc gia nhiệt trên 350°C là không mong muốn," Vladislav Korovin, trợ lý nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Cảm biến Khí Quang tử NUST MISIS, cho biết.
Các nhà khoa học từ NUST MISIS, Đại học Sư phạm Quốc gia Moscow, HSE và Trung tâm Tinh thể học Nga đã lần đầu tiên chứng minh rằng các bộ детектор được làm từ hợp kim molypden-rhenium (MoRe) không chỉ có thể được chế tạo trên chất nền áp điện thô của niobat lithi mà còn hoạt động ở chế độ photon đơn và đa photon trên một dải bước sóng rộng từ vùng nhìn thấy đến vùng cận hồng ngoại (IR).
"Chúng tôi đã phủ một lớp màng molypden-rhenium lên chất nền niobat lithi màng mỏng - một vật liệu được sử dụng rộng rãi để tạo ra các mạch tích hợp quang tử tốc độ cao thu nhỏ. Nhờ hiệu ứng điện quang, niobat lithi cho phép kiểm soát chính xác các tín hiệu ánh sáng bên trong chip, và sự kết hợp của nó với lớp phủ siêu dẫn mới giúp tạo ra các thiết bị lượng tử nhỏ gọn và nhạy bén, chẳng hạn như bộ chuyển đổi quang học sang tần số vô tuyến cho internet lượng tử, điều này sẽ thay đổi căn bản mô hình điện toán lượng tử bằng cách kết nối các máy tính lượng tử khác nhau," Tiến sĩ Alexey Nevzorov, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Năng lực Truyền thông Lượng tử NTI thuộc NUST MISIS cho biết.
Bộ dò thu được đã chứng minh hiệu suất phát hiện photon lên tới 98% khi được chiếu sáng bằng ánh sáng 780 nm và 73,5% ở 1550 nm—các dải hoạt động chính cho chip quang tử. Thiết bị hoạt động ở nhiệt độ tương đối cao, không điển hình đối với các siêu dẫn vô định hình khác, và hiệu suất của nó tương đương với các siêu dẫn đa tinh thể tốt nhất. Chi tiết của nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Applied Physics Letters (Q1).
"Chúng tôi đã phát triển nghiên cứu ứng dụng này như một phần của dự án công nghệ chiến lược 'Internet lượng tử' của NUST MISIS thuộc chương trình 'Ưu tiên 2030', với sự hợp tác chặt chẽ với ngành công nghiệp. Cụ thể, với đối tác của chúng tôi, Công ty TNHH Công nghệ Nano Siêu dẫn (Skontel), hoạt động trong thị trường cảm biến lượng tử toàn cầu. Chúng tôi hy vọng rằng, nhờ nghiên cứu và phát triển của chúng tôi, công ty sẽ không chỉ duy trì vị thế dẫn đầu của Nga trên các thị trường truyền thống mà còn chinh phục được các thị trường mới: Ấn Độ, Việt Nam, Châu Phi và Mỹ Latinh, nơi sự phát triển công nghệ lượng tử mới chỉ đang tăng tốc và việc tiếp cận các công nghệ từ Châu Âu và Mỹ bị hạn chế nghiêm trọng," Tiến sĩ Vadim Kovalyuk, Trưởng phòng Thí nghiệm Cảm biến Khí Quang tử của NUST MISIS cho biết.
