Nylig utviklet teamet til Hao Li og Lixing You fra Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology (SIIT), det kinesiske vitenskapsakademiet (CAS), en ultra-høyhastighets, foton-telling oppløselig optisk kvantedetektor med en maksimal tellerate på 5GHz og foton-teller oppløsning på 61 ved å bruke sandwich-strukturerte superledende nanotråder og flere ledninger som jobber parallelt. De relaterte forskningsresultatene ble publisert online i Photonics Research under tittelen Superconducting single photon detector med hastighet på 5 GHz og fotonnummeroppløsning på 61, og valgt som Editor's Choice.
De siste årene har superledende nanotråd-en-foton-detektorer blitt mye brukt i kvantekommunikasjon, optisk kvanteberegning og verifisering av kvantemekaniske prinsipper på grunn av deres høye effektivitet, lave mørketellerhastighet og utmerkede tidsoppløsning.
Teamet utviklet et integrert system av superledende detektorer med høy effektivitet, ultrahøy hastighet og høy fotontellingsoppløsning. For å sikre lettheten og påliteligheten til detektorsystemet, har prosjektet bygget et GM minikjølerbasert kjøleintegrert system. Systemet støtter 64 elektriske kanaler og opererer ved en minimumstemperatur på 2,3 K. Detektorbrikken integrerer 64 superledende nanotråder på en distribuert Bragg-reflektor, noe som forbedrer både fotonabsorpsjonshastigheten og deteksjonshastigheten. Etter karakterisering er nanotrådens forberedelsesutbytte 61/64, systemets deteksjonseffektivitet når 90 % ved 1550 nm, maksimal tellehastighet er 5,2 GHz, og tellehastigheten er 1,7 GHz når deteksjonseffektiviteten reduseres med 3 dB, og fotonnummeroppløsningen er 61. Ytelsen til dette detektorsystemet forventes å støtte bruken av dypromlaserkommunikasjon, høyhastighets kvantekommunikasjon og grunnleggende kvanteoptiske eksperimenter osv. Forskningsarbeidet har blitt støttet av vitenskap og teknologi Innovation 2030 (STI 2030), og har blitt tildelt av National Science Foundation of China.
Forskningsarbeidet støttes av Science and Technology Innovation 2030 - Major Project, National Natural Science Foundation of China, Youth Innovation Promotion Association of Chinese Academy of Sciences og Shanghai Yangfan-programmet.
Enhetsstruktur (a), superledende nanotråder (b), enhetspakning (c) og kjølesystem (d)
