Recent, echipa lui Hao Li și Lixing You de la Institutul de Microsisteme și Tehnologia Informației din Shanghai (SIIT), Academia Chineză de Științe (CAS), a dezvoltat un detector cuantic optic de viteză ultra-înaltă, cu număr de fotoni, cu o rată maximă de numărare. de 5GHz și rezoluția numărului de fotoni de 61 prin utilizarea nanofirelor supraconductoare structurate sandwich și a mai multor fire care lucrează în paralel. Rezultatele cercetării aferente au fost publicate online în Photonics Research sub titlul Superconducting single photon detector cu viteză de 5 GHz și rezoluție a numărului de fotoni de 61 și selectate ca alegere a editorului.
În ultimii ani, detectoarele supraconductoare cu nanofir cu un singur foton au fost utilizate pe scară largă în comunicarea cuantică, calculul cuantic optic și verificarea principiilor mecanicii cuantice datorită eficienței lor ridicate, ratei scăzute de numărare a întunericului și rezoluției excelente în timp.
Echipa a dezvoltat un sistem integrat de detectoare supraconductoare cu eficiență ridicată, viteză ultra mare și rezoluție mare a numărului de fotoni. Pentru a asigura ușurința și fiabilitatea sistemului detector, proiectul a construit un sistem integrat de răcire bazat pe mini-cooler GM. Sistemul suportă 64 de canale electrice și funcționează la o temperatură minimă de 2,3 K. Cipul detector integrează 64 de nanofire supraconductoare pe un reflector Bragg distribuit, ceea ce îmbunătățește atât rata de absorbție a fotonilor, cât și viteza de detectare. După caracterizare, randamentul de pregătire a nanofirelor este de 61/64, eficiența de detecție a sistemului ajunge la 90% la 1550 nm, rata maximă de numărare este de 5,2 GHz și rata de numărare este de 1,7 GHz când eficiența de detecție scade cu 3 dB și rezoluția numărului de fotoni este de 61. Performanța acestui sistem detector este de așteptat să sprijine aplicațiile de comunicație cu laser în spațiul adânc, comunicare cuantică de mare viteză și experimente optice cuantice de bază etc. Lucrările de cercetare au fost susținute de Știință și Tehnologie Innovation 2030 (STI 2030) și a fost premiat de Fundația Națională de Știință din China.
Activitatea de cercetare este susținută de Proiectul major de inovare în știință și tehnologie 2030 -, Fundația Națională de Științe Naturale din China, Asociația de promovare a inovației pentru tineret a Academiei Chineze de Științe și Programul Shanghai Yangfan.
Structura dispozitivului (a), nanofirele supraconductoare (b), ambalajul dispozitivului (c) și sistemul de răcire (d)
