Baru-baru ini, tim Hao Li dan Lixing You dari Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology (SIIT), Chinese Academy of Sciences (CAS), mengembangkan detektor kuantum optik berkecepatan sangat tinggi yang dapat memecahkan masalah jumlah foton dengan laju hitungan maksimum 5 GHz dan resolusi jumlah foton 61 dengan memanfaatkan kawat nano superkonduktor berstruktur sandwich dan beberapa kawat yang bekerja secara paralel. Hasil penelitian terkait dipublikasikan secara daring di Photonics Research dengan judul Detektor foton tunggal superkonduktor dengan kecepatan 5 GHz dan resolusi jumlah foton 61, dan dipilih sebagai Pilihan Editor.
Dalam beberapa tahun terakhir, detektor foton tunggal nanokawat superkonduktor telah banyak digunakan dalam komunikasi kuantum, komputasi kuantum optik, dan verifikasi prinsip mekanika kuantum karena efisiensinya yang tinggi, laju hitungan gelap yang rendah, dan resolusi waktu yang sangat baik.
Tim mengembangkan sistem terpadu detektor superkonduktor dengan efisiensi tinggi, kecepatan sangat tinggi, dan resolusi hitungan foton tinggi. Untuk memastikan keringanan dan keandalan sistem detektor, proyek telah membangun sistem pendingin terpadu berbasis pendingin mini GM. Sistem ini mendukung 64 saluran listrik dan beroperasi pada suhu minimum 2,3 K. Chip detektor mengintegrasikan 64 nanokabel superkonduktor pada reflektor Bragg terdistribusi, yang meningkatkan laju penyerapan foton dan kecepatan deteksi. Setelah dikarakterisasi, hasil preparasi nanowire adalah 61/64, efisiensi deteksi sistem mencapai 90% pada 1550 nm, laju hitungan maksimum adalah 5,2 GHz, dan laju hitungan adalah 1,7 GHz ketika efisiensi deteksi menurun sebesar 3 dB, dan resolusi jumlah foton adalah 61. Kinerja sistem detektor ini diharapkan dapat mendukung aplikasi komunikasi laser ruang angkasa dalam, komunikasi kuantum laju tinggi, dan eksperimen optik kuantum dasar, dll. Pekerjaan penelitian telah didukung oleh Inovasi Sains dan Teknologi 2030 (STI 2030), dan telah diberikan penghargaan oleh Yayasan Sains Nasional Tiongkok.
Pekerjaan penelitian ini didukung oleh Proyek Utama Inovasi Sains dan Teknologi 2030 -, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Asosiasi Promosi Inovasi Pemuda dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, dan Program Shanghai Yangfan.
Struktur perangkat (a), nanokabel superkonduktor (b), pengemasan perangkat (c) dan sistem pendingin (d)
