最近、中国科学院（CAS）上海マイクロシステム・情報技術研究所（SIIT）のHao LiとLixing Youのチームは、サンドイッチ構造の超伝導ナノワイヤと並列に動作する複数のワイヤを利用して、最大計数率5GHz、光子数分解能61の超高速光子数分解可能光量子検出器を開発しました。関連する研究結果は、「速度5GHz、光子数分解能61の超伝導単一光子検出器」というタイトルでPhotonics Researchにオンライン公開され、Editor's Choiceに選ばれました。
近年、超伝導ナノワイヤ単一光子検出器は、その高い効率、低い暗計数率、優れた時間分解能により、量子通信、光量子計算、量子力学原理の検証に広く使用されています。
チームは、高効率、超高速、高光子数分解能を備えた超伝導検出器の統合システムを開発しました。検出器システムの軽量性と信頼性を確保するために、プロジェクトではGMミニクーラーベースの冷却統合システムを構築しました。このシステムは64の電気チャネルをサポートし、最低2.3 Kの温度で動作します。検出器チップは、分散ブラッグ反射器上に64本の超伝導ナノワイヤを統合し、光子吸収率と検出速度の両方を向上させます。 特性評価後、ナノワイヤ調製収率は61/64、システムの検出効率は1550 nmで90％に達し、最大計数率は5.2 GHz、検出効率が3 dB低下した場合の計数率は1.7 GHz、光子数分解能は61です。この検出器システムの性能は、深宇宙レーザー通信、高速量子通信、基礎量子光学実験などのアプリケーションをサポートすることが期待されています。この研究作業は、科学技術イノベーション2030（STI 2030）の支援を受け、中国国家科学基金から助成金を受けています。
この研究は、中国科学技術イノベーション2030 -主要プロジェクト、中国国家自然科学基金、中国科学院青年イノベーション促進協会、上海楊帆プログラムの支援を受けています。
デバイス構造 (a)、超伝導ナノワイヤ (b)、デバイスパッケージ (c)、冷却システム (d)
