Kürzlich wurde gezeigt, dass sogenannte supraleitende Nanodraht-Einzelphotonendetektoren (engl. superconducting nanowire single-photon detectors, SNSPD) nicht nur Informationen über das Vorhandensein oder über die Abwesenheit von Photonen liefern können, sondern auch die Anzahl der einfallenden Photonen in einem Laserpuls auflösen können. In dieser Arbeit untersuchten Timon Schapeler und Niklas Lamberty aus der Arbeitsgruppe Mesoskopische Quantenoptik, wo sich diese Information über die Photonenzahl auf dem elektrischen Ausgangssignal („trace“) des SNSPD befindet und wie sie in einem Experiment am besten abgerufen werden kann. Dazu haben sie mehr als eine Million elektrischer Ausgangssignale aufgezeichnet und ein Werkzeug aus der multivariaten Statistik, die Hauptkomponentenanalyse (engl. principal component analysis, PCA), auf diesen großen Datensatz angewendet. Auf diese Weise konnten sie die Komplexität des Datensatzes reduzieren und die Photonenzahl-Information auf dem elektrischen Ausgangssignal lokalisieren.
Timon Schapeler und Niklas Lamberty danken den Gruppen Integrierte Quantenoptik und Hybrid Quantum Photonic Devices für die Leihgabe einiger Geräte, die diese Arbeit ermöglicht haben.
Die Open Access Publikation „Electrical trace analysis of superconducting nanowire photon-number-resolving detectors“ wurde in Physical Review Applied veröffentlicht und ist hier zu finden:
