Imagerie d’atomes ultra-froids
Par le refroidissement d’atomes ou d’ions soigneusement préparés à des températures approchant le zéro absolu, un régime est atteint où les effets quantiques sont assez importants relativement pour affecter visiblement les atomes. Le montage expérimental peut être contrôlé précisément pour générer des réseaux d’atomes et observer certaines interactions spécifiques, menant à des observations pratiques de questions théoriques complexes.
Les atomes froids peuvent être utilisés pour des observations expérimentales de problèmes théoriques difficiles, mais également pour le développement de l’informatique quantique. Chaque atome dans le réseau fonctionne comme un seul qubit – son émission de lumière déterminant l’état 0 ou 1 du qubit. Les EMCCD de Nüvü sont une technologie idéale pour déterminer l’état de ces qubits, car elles offrent une sensibilité au photon unique en champ large.
Mesures à flux ultra-faibles
Un seul atome génère très peu de fluorescence, avec des flux parfois aussi bas que quelques photons par seconde, et ne peut pas être excité à haute puissance, car l’échantillon serait perturbé, causant alors la perte des états quantiques préparés très soigneusement. De plus, l’utilisation d’expositions de quelques microsecondes est nécessaire pour certaines mesures, ce qui aggrave le problème de faiblesse du signal.
Boucle de calcul quantique à faible latence
Dans un ordinateur quantique, tel qu’une plateforme d’atomes neutres/Rydberg, l’EMCCD ne constitue qu’une partie du système et doit relayer l’information sur l’état des qubits aussi rapidement que possible aux autres composants, tel que le système de contrôle quantique, pour permettre les ajustements rapides nécessaires à un calcul quantique tolérant aux erreurs.
L’EMCCD fait donc partie d’une boucle où l’état des qubits est continuellement surveillé et ajusté – ce qui signifie que des taux d’image élevés sont cruciaux pour la performance du calcul. Seul Nüvü Camēras propose un taux de lecture des pixels de 30 MHz sur tous ses modèles pour une vitesse d’imagerie inégalée et prend en charge des capteurs à sortie multiple, comme la HNü 240, qui permet d’avoir des taux d’image plus rapides même avec des capteurs plus grands.
Des performances accrues de comptage de photons
Avec une injection de charges (CIC) moindre, la source principale de bruit dans les caméras EMCCD, une caméra de Nüvü peut atteindre un gain EM allant jusqu’à 5000, alors que les EMCCD habituelles se limitent à 1000. Ce gain supérieur, alimenté par les composantes électroniques brevetées Nüvü, est crucial dans le but d’obtenir les meilleures performances de comptage de photons et permet la détection de plus de photons réels.
Ces composantes électroniques permettent aussi d’opérer le capteur plus rapidement et d’obtenir des fréquences d’imagerie plus élevées ou d’employer des modes de lecture spécifiques pour atteindre des temps d’exposition très bas. De cette façon, Nüvü atteint à la fois les fréquences d’imagerie et la sensibilité nécessaires pour obtenir des images de haute qualité dans ces conditions.
Démonstration: Étude de gaz quantiques
Prof. Selim Jochim et Prof. Fred Jendrzejewski de University of Heidelberg, une tête de file dans la recherche en physique quantique, effectuent tous deux des recherches sur les gaz quantiques. En utilisant la HNü512 de Nüvü, avec l’injection de charge (CIC) la plus faible disponible et des performances en comptage de photons améliorées, ils ont complétés leurs observations de phénomènes quantiques jusqu’au détail de l’atome individuel, pavant ainsi le chemin pour de futurs développements en informatique quantique.