¿Podemos observar un solo fotón?

Si.

Hay dos partes para esta respuesta:

  1. ¿Pueden los humanos observar un solo fotón?
    En un experimento reciente, se demostró que los humanos pueden detectar fotones individuales: detección directa de un solo fotón por humanos
    En este experimento, se utilizó una única fuente de fotones y se registraron las respuestas de un sujeto humano. Se reveló que los sujetos podían detectar fotones individuales.
  2. ¿Pueden las máquinas detectar fotones individuales que los humanos pueden leer como datos en una computadora?

    Si. Hay varias formas de hacerlo, y es un tema muy importante en la fotónica cuántica que se basa en fotones individuales como portadores de información cuántica.

    Los fotones individuales se detectaron convencionalmente usando fotodiodos de avalancha, donde un solo fotón absorbido por una unión pn con polarización inversa conduce a una avalancha de ionización de impacto que resulta en un gran flujo de corriente.

    Sin embargo, los detectores de fotones individuales más sensibles están hechos con nanocables superconductores. En el estado superconductor, la resistencia del nanocable permanece cero. Sin embargo, cuando un fotón incide en el nanocable, crea un calentamiento local. Este calentamiento saca una pequeña región del nanocable del estado superconductor. Cuando esto sucede, se genera una mayor cantidad de calor porque ahora la corriente tiene que fluir a través de una región de resistencia finita. Esto desencadena una reacción en cadena de calentamiento que finalmente culmina en hacer que todo el nanocable no sea superconductor. Este estado tiene una gran resistencia finita y se detecta fácilmente.

El punto interesante aquí es que las células de barra en nuestros ojos hacen un mejor trabajo que los dispositivos humanos más sensibles.