Single-Photon Detectors for Quantum Integrated Photonics
Single-photon detectors have gained significant attention recently, driven by advancements in quantum information technology. Applications such as quantum key distribution, quantum cryptography, and quantum computation demand the ability to detect individual quanta of light and distinguish between s...
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| Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
MDPI AG
2024-12-01
|
| Series: | Photonics |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.mdpi.com/2304-6732/12/1/8 |
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| _version_ | 1832587703355441152 |
|---|---|
| author | Thu Ha Dao Francesco Amanti Greta Andrini Fabrizio Armani Fabrizio Barbato Vittorio Bellani Vincenzo Bonaiuto Simone Cammarata Matteo Campostrini Samuele Cornia Fabio De Matteis Valeria Demontis Giovanni Di Giuseppe Sviatoslav Ditalia Tchernij Simone Donati Andrea Fontana Jacopo Forneris Roberto Francini Luca Frontini Gian Carlo Gazzadi Roberto Gunnella Ali Emre Kaplan Cosimo Lacava Valentino Liberali Leonardo Martini Francesco Marzioni Claudia Menozzi Elena Nieto Hernández Elena Pedreschi Paolo Piergentili Paolo Prosposito Valentino Rigato Carlo Roncolato Francesco Rossella Matteo Salvato Fausto Sargeni Jafar Shojaii Franco Spinella Alberto Stabile Alessandra Toncelli Gabriella Trucco Valerio Vitali |
| author_facet | Thu Ha Dao Francesco Amanti Greta Andrini Fabrizio Armani Fabrizio Barbato Vittorio Bellani Vincenzo Bonaiuto Simone Cammarata Matteo Campostrini Samuele Cornia Fabio De Matteis Valeria Demontis Giovanni Di Giuseppe Sviatoslav Ditalia Tchernij Simone Donati Andrea Fontana Jacopo Forneris Roberto Francini Luca Frontini Gian Carlo Gazzadi Roberto Gunnella Ali Emre Kaplan Cosimo Lacava Valentino Liberali Leonardo Martini Francesco Marzioni Claudia Menozzi Elena Nieto Hernández Elena Pedreschi Paolo Piergentili Paolo Prosposito Valentino Rigato Carlo Roncolato Francesco Rossella Matteo Salvato Fausto Sargeni Jafar Shojaii Franco Spinella Alberto Stabile Alessandra Toncelli Gabriella Trucco Valerio Vitali |
| author_sort | Thu Ha Dao |
| collection | DOAJ |
| description | Single-photon detectors have gained significant attention recently, driven by advancements in quantum information technology. Applications such as quantum key distribution, quantum cryptography, and quantum computation demand the ability to detect individual quanta of light and distinguish between single-photon states and multi-photon states, particularly when operating within waveguide systems. Although single-photon detector fabrication has been established for some time, integrating detectors with waveguides using new materials with suitable structural and electronic properties, especially at telecommunication wavelengths, creates more compact source-line-detector systems. This review explores the state of the art of single-photon detector research and examines the potential breakthroughs offered by novel low-dimensional materials in this field. |
| format | Article |
| id | doaj-art-3994a24e72214efa8f37bf4ad8dfd722 |
| institution | Kabale University |
| issn | 2304-6732 |
| language | English |
| publishDate | 2024-12-01 |
| publisher | MDPI AG |
| record_format | Article |
| series | Photonics |
| spelling | doaj-art-3994a24e72214efa8f37bf4ad8dfd7222025-01-24T13:46:09ZengMDPI AGPhotonics2304-67322024-12-01121810.3390/photonics12010008Single-Photon Detectors for Quantum Integrated PhotonicsThu Ha Dao0Francesco Amanti1Greta Andrini2Fabrizio Armani3Fabrizio Barbato4Vittorio Bellani5Vincenzo Bonaiuto6Simone Cammarata7Matteo Campostrini8Samuele Cornia9Fabio De Matteis10Valeria Demontis11Giovanni Di Giuseppe12Sviatoslav Ditalia Tchernij13Simone Donati14Andrea Fontana15Jacopo Forneris16Roberto Francini17Luca Frontini18Gian Carlo Gazzadi19Roberto Gunnella20Ali Emre Kaplan21Cosimo Lacava22Valentino Liberali23Leonardo Martini24Francesco Marzioni25Claudia Menozzi26Elena Nieto Hernández27Elena Pedreschi28Paolo Piergentili29Paolo Prosposito30Valentino Rigato31Carlo Roncolato32Francesco Rossella33Matteo Salvato34Fausto Sargeni35Jafar Shojaii36Franco Spinella37Alberto Stabile38Alessandra Toncelli39Gabriella Trucco40Valerio Vitali41Sezione di Roma Tor Vergata, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 00133 Roma, ItalySezione di Pisa, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 56127 Pisa, ItalyDipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, Politecnico di Torino, 10129 Torino, ItalySezione di Milano, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 20133 Milano, ItalyDipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, Politecnico di Torino, 10129 Torino, ItalyDipartimento di Fisica, Università di Pavia, 27100 Pavia, ItalySezione di Roma Tor Vergata, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 00133 Roma, ItalySezione di Pisa, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 56127 Pisa, ItalyLaboratori Nazionali di Legnaro, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 35020 Legnaro, ItalySezione di Pavia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, ItalySezione di Roma Tor Vergata, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 00133 Roma, ItalySezione di Pavia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, ItalyScuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, ItalySezione di Torino, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 10125 Torino, ItalySezione di Pisa, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 56127 Pisa, ItalySezione di Pavia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, ItalySezione di Torino, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 10125 Torino, ItalySezione di Roma Tor Vergata, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 00133 Roma, ItalySezione di Milano, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 20133 Milano, ItalyIstituto Nanoscienze—Centro S3, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Via Campi 213/A, 41125 Modena, ItalyScuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, ItalyOptoelectronics Research Center, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, UKSezione di Pavia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, ItalySezione di Milano, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 20133 Milano, ItalySezione di Pavia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, ItalyScuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, ItalyDipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche, Università di Modena e Reggio Emilia, 41125 Modena, ItalySezione di Torino, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 10125 Torino, ItalySezione di Pisa, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 56127 Pisa, ItalyScuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, ItalySezione di Roma Tor Vergata, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 00133 Roma, ItalyLaboratori Nazionali di Legnaro, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 35020 Legnaro, ItalyLaboratori Nazionali di Legnaro, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 35020 Legnaro, ItalySezione di Pavia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, ItalyDipartimento di Fisica, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, ItalySezione di Roma Tor Vergata, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 00133 Roma, ItalySpace Technology and Industry Institute, Swinburne University of Technology, Hawthorn, VIC 3122, AustraliaSezione di Pisa, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 56127 Pisa, ItalySezione di Milano, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 20133 Milano, ItalySezione di Pisa, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 56127 Pisa, ItalySezione di Milano, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 20133 Milano, ItalySezione di Pavia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, ItalySingle-photon detectors have gained significant attention recently, driven by advancements in quantum information technology. Applications such as quantum key distribution, quantum cryptography, and quantum computation demand the ability to detect individual quanta of light and distinguish between single-photon states and multi-photon states, particularly when operating within waveguide systems. Although single-photon detector fabrication has been established for some time, integrating detectors with waveguides using new materials with suitable structural and electronic properties, especially at telecommunication wavelengths, creates more compact source-line-detector systems. This review explores the state of the art of single-photon detector research and examines the potential breakthroughs offered by novel low-dimensional materials in this field.https://www.mdpi.com/2304-6732/12/1/8quantum informationintegrated photonicssingle-photon detectors |
| spellingShingle | Thu Ha Dao Francesco Amanti Greta Andrini Fabrizio Armani Fabrizio Barbato Vittorio Bellani Vincenzo Bonaiuto Simone Cammarata Matteo Campostrini Samuele Cornia Fabio De Matteis Valeria Demontis Giovanni Di Giuseppe Sviatoslav Ditalia Tchernij Simone Donati Andrea Fontana Jacopo Forneris Roberto Francini Luca Frontini Gian Carlo Gazzadi Roberto Gunnella Ali Emre Kaplan Cosimo Lacava Valentino Liberali Leonardo Martini Francesco Marzioni Claudia Menozzi Elena Nieto Hernández Elena Pedreschi Paolo Piergentili Paolo Prosposito Valentino Rigato Carlo Roncolato Francesco Rossella Matteo Salvato Fausto Sargeni Jafar Shojaii Franco Spinella Alberto Stabile Alessandra Toncelli Gabriella Trucco Valerio Vitali Single-Photon Detectors for Quantum Integrated Photonics Photonics quantum information integrated photonics single-photon detectors |
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