La proposta consiste in un sensore quantistico basato su un risonatore superconduttore. Il principio di funzionamento del sensore sfrutta la crescita esponenziale della suscettibilità in prossimità di una transizione di fase critica, attraverso la quale il sistema passa rapidamente da uno stato di equilibrio ad uno di forte emissione, in risposta a deboli segnali elettromagnetici. Il sensore permette quindi di rilevare la presenza di segnali nelle microonde o nelle frequenze radio, con una sensibilità che raggiunge il limite di detezione di singolo fotone.
Il dispositivo è operativo in regime di criogenia, e il suo campo di applicazione privilegiato è quello delle tecnologie quantistiche superconduttore. In particolare, il dispositivo permette di: 1) leggere lo stato di bit quantistici (qubit) con alta fedeltà, in maniera non invasiva e semplificando i requisiti di elettronica classica necessari per il controllo del qubit stesso; 2) rilevare singoli fotoni a basse frequenze, con applicazioni dirette nel campo della sensoristica, computazione, comunicazione e crittografia quantistiche, e possibili applicazioni nei radar quantistici.
La tecnologia proposta è basata su un nuovo concetto recentemente introdotto nel campo di ricerca dell'informazione quantistica. Il principio di funzionamento sfrutta transizioni di fase quantistiche che sono state inizialmente previste a livello teorico e poi osservate sperimentalmente nel contesto della fisica atomica a molti corpi. Successivamente, i proponenti hanno trasferito il concetto al contesto tecnologico dei dispositivi quantistici mesoscopici a stato solido, dove l'idea teorica trova un'applicazione pratica in dispositivi realizzabili con tecnologia attuale.
Il dispositivo proposto presenta due vantaggi competitivi: 1) Robustezza intrinseca a rumore esterno e fluttuazioni termiche, che rappresentano il principale limite dell’approccio tradizionale alla sensoristica quantistica 2) semplicità nella fabbricazione e nell’operazione del sensore che, non richiedendo la generazione di complessi sta: quantistici, minimizza i requisiti dell’elettronica classica di controllo.