Наскоро екипът на Хао Ли и Ликсинг Ю от Шанхайския институт по микросистеми и информационни технологии (SIIT), Китайската академия на науките (CAS), разработи ултрависокоскоростен оптичен квантов детектор с възможност за преброяване на фотони и максимална скорост на броене от 5 GHz и разделителна способност на броя на фотоните от 61 чрез използване на сандвич-структурирани свръхпроводящи нанопроводници и множество проводници, работещи паралелно. Резултатите от свързаните изследвания бяха публикувани онлайн в Photonics Research под заглавието Свръхпроводящ единичен фотонен детектор със скорост 5 GHz и разделителна способност на броя на фотоните 61 и избрани като избор на редактора.
През последните години свръхпроводящите нанопроводникови еднофотонни детектори се използват широко в квантовата комуникация, оптичното квантово изчисление и проверката на принципите на квантовата механика поради тяхната висока ефективност, ниска скорост на тъмно броене и отлична времева разделителна способност.
Екипът разработи интегрирана система от свръхпроводящи детектори с висока ефективност, ултрависока скорост и висока резолюция на броя на фотоните. За да се гарантира лекотата и надеждността на детекторната система, проектът е изградил интегрирана система за охлаждане, базирана на мини-охладител на GM. Системата поддържа 64 електрически канала и работи при минимална температура от 2,3 K. Детекторният чип интегрира 64 свръхпроводящи нанопроводници върху разпределен Bragg рефлектор, което подобрява както скоростта на поглъщане на фотони, така и скоростта на откриване. След характеризиране, добивът на подготовка на нанопроводници е 61/64, ефективността на откриване на системата достига 90% при 1550 nm, максималната скорост на броене е 5,2 GHz, а скоростта на броене е 1,7 GHz, когато ефективността на откриване намалява с 3 dB, и разделителната способност на броя на фотоните е 61. Производителността на тази детекторна система се очаква да поддържа приложенията на лазерна комуникация в дълбокия космос, високоскоростна квантова комуникация и основни квантови оптични експерименти и т.н. Изследователската работа е подкрепена от Наука и технологии Иновация 2030 (STI 2030) и е награден от Националната научна фондация на Китай.
Изследователската работа е подкрепена от големия проект за иновации в областта на науката и технологиите 2030 -, Националната природонаучна фондация на Китай, Асоциацията за насърчаване на младежките иновации на Китайската академия на науките и Шанхайската програма Yangfan.
Структура на устройството (a), свръхпроводящи нанопроводници (b), опаковка на устройството (c) и охладителна система (d)
