新的量子传感器可以改善癌症治疗

滑铁卢大学量子计算研究所（IQC）研究人员开发的新型量子传感器证明，它的性能可以超越现有技术，并有望在远程3D成像和监测癌症治疗成功方面取得重大进展。

所述传感器是第一他们的种，并且基于半导体纳米线，可以检测在一个无与伦比的具有高时间分辨率，速度和效率的光的单个颗粒的波长范围内，从紫外到近红外。

该技术还具有显着提高量子通信和遥感能力的能力。

IQC教授兼该实验室的助理教授迈克尔·雷默（Michael Reimer）表示：“传感器必须能够非常有效地检测光线。在量子雷达，监视和夜间运行等应用中，几乎没有光粒子会返回设备。”工学院电气和计算机工程系。“在这些情况下，您希望能够检测到每个进入的光子。”

Reimer实验室设计的下一代量子传感器是如此之快和高效，以至于它可以吸收和检测单个光子（称为光子），并在纳秒内刷新下一个光子。研究人员创建了一个锥形纳米线阵列，该阵列将入射的光子转换成可以放大和检测的电流。

遥感，从太空进行高速成像，获取远距离高分辨率3D图像，量子通信和单线态氧检测以监测癌症治疗中的剂量，所有这些应用都可以从这种新型的强大单光子检测中受益量子传感器提供。

半导体纳米线阵列由于其材料的质量，纳米线的数量，掺杂轮廓以及纳米线形状和排列的优化而达到了高速，定时分辨率和效率。在室温下运行时，该传感器可高效，高定时分辨率地检测广谱光。Reimer强调说，使用不同的材料可以进一步扩大光谱吸收范围。

Reimer说：“该设备使用磷化铟（InP）纳米线。例如，将材料更改为砷化铟镓（InGaAs）可以在保持性能的同时将带宽进一步扩展到电信波长。” “这是目前最先进的技术，具有进一步增强的潜力。”

一旦原型包装正确的电子设备和便携式冷却装置，传感器就可以在实验室外进行测试了。Reimer说：“具有这些功能的量子传感器将使广泛的行业和研究领域受益。”

与埃因霍温科技大学的研究人员合作，用于高效宽带高速单光子检测的Tapered InP纳米线阵列于3月4日发表在《自然纳米技术》上。这项研究的完成部分归功于加拿大第一研究卓越基金会（Canada First Research Excellence Fund（ CFREF）。

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