我国研制出百通道超导单光子探测系统

IT时代网10月21日消息，研究团队围绕探测器芯片、低温封装、信号互连、偏置读出、系统集成等环节开展协同设计，发展出百通道超导纳米线单光子探测系统。团队设计了高密度多芯微带传输线，显著降低室温端向 2K 冷端传导的热量，低温热负载约为对应传统同轴电缆方案的二十一分之一。

在典型毫瓦级的 2K 制冷功率条件下，该互连方案可支持 100 路以上探测通道，突破了传统低温同轴电缆方案仅能支持约 32 路通道的瓶颈。

为验证百通道平台在实际量子信息系统中的应用能力，团队搭建了五用户全连接量子纠缠分发网络。实验采用波分复用技术产生并分配多组能量—时间纠缠光子对，五个用户之间形成十条两两连接的量子链路。各用户利用超导纳米线单光子探测器通道接收纠缠光子，并通过非平衡马赫—曾德尔干涉仪完成 Franson 双光子干涉测量，结果显示全部十组用户链路的原始干涉可见度均表现良好。

该研究将超导纳米线单光子探测器的发展从单器件性能优化推进到系统级规模化集成，为大规模量子通信网络、光量子计算、深空光通信及高通量单光子成像提供了新的技术平台。相关成果发表在《激光与光子学评论》上。

注：本文配图由AI生成，文中包含AI辅助创作的内容。

编辑：林一舟