論文の概要: From Pixels to Camera: Scaling Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors for Imaging at the Quantum-Limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.24725v1
• Date: Fri, 30 May 2025 15:48:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-02 19:47:53.048831
• Title: From Pixels to Camera: Scaling Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors for Imaging at the Quantum-Limit
• Title（参考訳）: レンズからカメラへ:量子限界でのイメージングのための超伝導ナノワイヤ単光子検出器のスケーリング
• Authors: Jun Gao, Jin Chang, Bruno Lopez Rodriguez, Iman Esmaeil Zadeh, Val Zwiller, Ali W. Elshaari,
• Abstract要約: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)は、光子検出の境界を前例のない感度、超高タイミング精度、幅広いスペクトル応答で押し上げる重要なデバイスとして登場した。 材料工学、超伝導エレクトロニクスの統合、低温システム設計の最近の進歩は、SNSPDをスケーラブルなアレイや大型の単一光子時間タギングカメラへと進化させることを可能にしている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9644066838845773
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) have emerged as essential devices that push the boundaries of photon detection with unprecedented sensitivity, ultrahigh timing precision, and broad spectral response. Recent advancements in materials engineering, superconducting electronics integration, and cryogenic system design are enabling the evolution of SNSPDs from single-pixel detectors toward scalable arrays and large-format single-photon time tagging cameras. This perspective article surveys the rapidly evolving technological landscape underpinning this transition, focusing on innovative superconducting materials, advanced multiplexed read-out schemes, and emerging cryo-compatible electronics. We highlight how these developments are set to profoundly impact diverse applications, including quantum communication networks, deep-tissue biomedical imaging, single-molecule spectroscopy, remote sensing with unprecedented resolution, and the detection of elusive dark matter signals. By critically discussing both current challenges and promising solutions, we aim to articulate a clear, coherent vision for the next generation of SNSPD-based quantum imaging systems.
• Abstract（参考訳）: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)は、光子検出の境界を前例のない感度、超高タイミング精度、幅広いスペクトル応答で押し上げる重要なデバイスとして登場した。 近年, 材料工学, 超伝導エレクトロニクスの統合, 低温システム設計の進歩により, 単画素検出器からのSNSPDをスケーラブルなアレイや大型の単光子タイムタギングカメラへと進化させることが可能となった。 本論では, 革新的超伝導材料, 先進的多重読み出し方式, 新興の低温互換電子部品を中心に, この遷移を支える急速に発展する技術展望を概観する。 これらの開発が、量子通信ネットワーク、ディープ・チップス・バイオメディカル・イメージング、単一分子分光、前例のない解像度でのリモートセンシング、暗黒物質信号の検出など、様々な応用にどのように影響するかを強調した。 現在の課題と有望な解決策の両方を批判的に議論することで、次世代のSNSPDベースの量子イメージングシステムに対する明確なコヒーレントなビジョンを明確にすることを目指している。

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