Projektbeschreibung
Kryotechnologie verändert Einzelphotonendetektion
Einzelphotonendetektoren sind Spezialvorrichtungen, mit denen einzelne Photonen mit unglaublicher Präzision zu erfassen sind. Supraleitende Nanodraht-Einzelphotonendetektoren gehören zu den modernsten Geräten auf diesem Gebiet und bieten eine nahezu perfekte Effizienz, hohe Zeitgenauigkeit und geringes Rauschen. Diese Eigenschaften lassen sie unverzichtbar für die photonische Quanteninformatik und Quantenkommunikation sowie für die Kommunikation im fernen Weltraum und die Einzelphotonenbildgebung erscheinen. Die Skalierung von Systemen mit supraleitenden Nanodraht-Einzelphotonendetektoren stellt jedoch aufgrund der Komplexität der Signalverarbeitung und Verdrahtung eine Herausforderung dar. Die Arbeit des ERC-finanzierten Projekts SPICE wird dazu beitragen, dieses Problem anzugehen, wobei kryogene CMOS-basierte Signalverarbeitung direkt in die Detektoren integriert wird. Mit dem vorgeschlagenen Ansatz werden der Verdrahtungsaufwand und die Wärmebelastung reduziert sowie die Skalierbarkeit optimiert. Damit wird energieeffizienten, großmaßstäblichen Photonendetektionssystemen für Quantentechnologien und Bildgebungsanwendungen der nächsten Generation der Weg bereitet.
Ziel
Large-scale configurations of superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) are essential for quantum technologies such a photonic quantum computing, quantum communication and quantum sensing. Furthermore, spatial arrays of SNSPDs are ideally suited to light-starved applications such as deep-space optical communication (DSOC), single-photon imaging, microscopy, and spectroscopy. While SNSPDs offer near-unity efficiency, high timing resolution, and low noise, their potential is constrained by the lack of scalable photon-number-resolving (PNR) readout electronics. Indeed, the true bottleneck is not reliable detector fabrication but rather the wiring and signal processing required for large-scale SNSPD systems.
This project will deliver in-situ cryogenic CMOS-based signal processing, enabling intrinsic PNR within each detector and signal processing from multiple detectors. By directly processing detection signals at cryogenic temperatures, we eliminate the need for individual high-bandwidth readout lines, drastically reducing footprint and heat load, thereby improving scalability. Furthermore, instead of traditional 50-ohm impedance matching, we leverage SNSPD signal transients and apply pre-programmed low-power processing to extract only the essential information from the detectors. This novel approach to data reduction at the point of detection has never been applied to SNSPD arrays but is a crucial step toward their widespread application. To achieve these goals, we leverage the research output of the ERC-StG project Quantum Engineering Superconducting Array Detectors in Low Light Applications (QuESADILLA) and a network of major European commercial and academic stakeholders.
By addressing the core scalability limitations, this project will unlock the full potential of SNSPD arrays, paving the way for large-scale, energy-efficient single-photon detection systems tailored for next-generation quantum technologies and imaging solutions.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Spektroskopie
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-POC
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
33098 Paderborn
Deutschland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.