Baru-baru ini, pasukan Hao Li dan Lixing You dari Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology (SIIT), Chinese Academy of Sciences (CAS), telah membangunkan pengesan kuantum optik boleh diselesaikan kira-kira foton berkelajuan ultra tinggi dengan kadar kiraan maksimum. daripada 5GHz dan resolusi kiraan foton sebanyak 61 dengan menggunakan wayar nano superkonduktor berstruktur sandwic dan berbilang wayar yang berfungsi secara selari. Hasil penyelidikan berkaitan diterbitkan dalam talian dalam Penyelidikan Fotonik di bawah tajuk Pengesan foton tunggal Superconducting dengan kelajuan 5 GHz dan resolusi nombor foton 61, dan dipilih sebagai Pilihan Editor.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengesan foton tunggal wayar nano superkonduktor telah digunakan secara meluas dalam komunikasi kuantum, pengiraan kuantum optik dan pengesahan prinsip mekanikal kuantum kerana kecekapannya yang tinggi, kadar kiraan gelap yang rendah dan resolusi masa yang sangat baik.
Pasukan ini membangunkan sistem bersepadu pengesan superkonduktor dengan kecekapan tinggi, kelajuan ultra tinggi dan resolusi kiraan foton yang tinggi. Bagi memastikan ringan dan kebolehpercayaan sistem pengesan, projek itu telah membina sistem bersepadu penyejukan berasaskan penyejuk mini GM. Sistem ini menyokong 64 saluran elektrik dan beroperasi pada suhu minimum 2.3 K. Cip pengesan menyepadukan 64 wayar nano superkonduktor pada reflektor Bragg teragih, yang meningkatkan kedua-dua kadar penyerapan foton dan kelajuan pengesanan. Selepas pencirian, hasil penyediaan nanowire ialah 61/64, kecekapan pengesanan sistem mencapai 90% pada 1550 nm, kadar kiraan maksimum ialah 5.2 GHz, dan kadar kiraan ialah 1.7 GHz apabila kecekapan pengesanan berkurangan sebanyak 3 dB, dan resolusi nombor foton ialah 61. Prestasi sistem pengesan ini dijangka menyokong aplikasi komunikasi laser ruang dalam, komunikasi kuantum kadar tinggi, dan eksperimen optik kuantum asas, dsb. Kerja penyelidikan telah disokong oleh Sains dan Teknologi Inovasi 2030 (STI 2030), dan telah dianugerahkan oleh Yayasan Sains Kebangsaan China.
Kerja penyelidikan ini disokong oleh Projek Utama 2030 - Inovasi Sains dan Teknologi, Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China, Persatuan Penggalakan Inovasi Belia Akademi Sains China dan Program Shanghai Yangfan.
Struktur peranti (a), wayar nano superkonduktor (b), pembungkusan peranti (c) dan sistem penyejukan (d)
