پژوهشگران دانشگاه Waterloo در انجمن محاسبات کوانتومی (IQC) در مارس ۲۰۱۹ نشان دادند حسگر کوانتومی جدید می‌تواند بهتر از فن‌آوری‌های موجود عمل کرده و پیشرفت‌های چشمگیری در تصویربرداری سه‌بعدی و پایش درمان‌های سرطان ایجاد نماید. این حسگرها اولین نوع حسگر، مبتنی بر نانوسیم‌های نیمه‌هادی هستند که می‌توانند ذرات تک نور را با وضوح، سرعت و کارایی بالا در محدوده طول‌موجی بینظیری، از فرابنفش تا مادون‌قرمز نزدیک تشخیص دهند. همچنین این فن‌آوری به طور قابل توجهی توانایی بهبود ارتباطات کوانتومی و قابلیت سنجش از راه دور را دارا میباشد.
Michael Reimer عضو هیئت علمی IQC و استادیار دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر گفت: "این حسگر برای تشخیص نور بسیار کارآمد خواهد بود و در کاربردهایی مانند رادار کوانتومی، نظارت و عملیات شبانه، که تعداد کمی از ذرات نور به دستگاه باز می‌گردند، شما را قادر میسازد هر تک فوتون که وارد میشود را شناسایی نماید". نسل بعدی حسگر کوانتومی طراحی‌شده در آزمایشگاه Reimer به قدری سریع و کارآمد است که می‌تواند تک ذره نور (فوتون) را جذب و تشخیص دهد، و برای شناسایی فوتون بعدی در عرض چند نانوثانیه بازآوری شود. پژوهشگران آرایهای از نانوسیم‌های مخروطی ایجاد کردند که فوتون‌های ورودی را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کنند که می‌توان آن را تقویت و شناسایی نمود.
سنجش از راه دور، تصویربرداری با سرعت بالا از فضا، دستیابی به تصاویر سه‌بعدی با وضوح زیاد، ارتباطات کوانتومی و تشخیص اکسیژن تک برای پایش مقدار دارو در درمان سرطان، همه از جمله کاربرد‌های آشکارسازی قوی تک فوتونی است که این حسگر کوانتومی جدید می‌تواند فراهم نماید.
با توجه به کیفیت مواد، تعداد نانوسیمها، دوپه شدن مقطع و بهینه سازی شکل و ترتیب نانوسیمها، آرایه نانوسیم نیمه‌هادی با سرعت، تفکیکپذیری زمانی و کارایی زیاد به دست میآید. این حسگر در حالی که در دمای اتاق عمل می‌کند، می‌تواند طیف گستردهای از نور را با بازده زیاد و تفکیکپذیری زمانی بالا تشخیص دهد. حتی می‌توان طیف جذبی را نیز با مواد مختلف گسترش داد. در این دستگاه از نانوسیم‌های ایندیم فسفید (InP) استفاده میشود. برای مثال تغییر مواد به ایندیم گالیم آرسنیک (InGaAs) می‌تواند پهنای باند را با حفظ عملکرد به سمت طول‌موج‌های مخابراتی گسترش دهد. هنگامی که نمونه اولیه با الکترونیک مناسب و خنک‌کننده قابل‌حمل بسته‌بندی شود، حسگر برای آزمایش خارج از آزمایشگاه آماده است و طیف وسیعی از صنایع و زمینههای تحقیقاتی از یک حسگر کوانتومی با این توانایی‌ها بهره‌مند خواهند شد.
برهمکنش پالسهای تک فوتون تابشی و نانوسیم‌های نیمه‌هادی مخروطی شکل آشکارساز نوری.
