Recentment, l'equip de Hao Li i Lixing You de l'Institut de Microsistemes i Tecnologia de la Informació de Xangai (SIIT), l'Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS), va desenvolupar un detector quàntic òptic resoluble d'alta velocitat i recompte de fotons amb una taxa de recompte màxima. de 5 GHz i una resolució de recompte de fotons de 61 mitjançant la utilització de nanocables superconductors estructurats en sandvitx i múltiples cables que treballen en paral·lel. Els resultats de la investigació relacionats es van publicar en línia a Photonics Research sota el títol Superconducting single photon detector amb velocitat de 5 GHz i resolució de nombre de fotons de 61, i es van seleccionar com a elecció de l'editor.
En els darrers anys, els detectors d'un sol fotó de nanocables superconductors s'han utilitzat àmpliament en la comunicació quàntica, la computació quàntica òptica i la verificació dels principis de la mecànica quàntica a causa de la seva alta eficiència, baixa taxa de recompte fosc i excel·lent resolució de temps.
L'equip va desenvolupar un sistema integrat de detectors superconductors amb alta eficiència, velocitat ultra alta i resolució de recompte de fotons elevat. Per tal de garantir la lleugeresa i la fiabilitat del sistema detector, el projecte ha construït un sistema integrat de refrigeració basat en mini-cooler de GM. El sistema admet 64 canals elèctrics i funciona a una temperatura mínima de 2,3 K. El xip detector integra 64 nanofils superconductors en un reflector Bragg distribuït, que millora tant la taxa d'absorció de fotons com la velocitat de detecció. Després de la caracterització, el rendiment de preparació de nanofils és de 61/64, l'eficiència de detecció del sistema arriba al 90% a 1550 nm, la taxa de recompte màxima és de 5,2 GHz i la taxa de recompte és de 1,7 GHz quan l'eficiència de detecció disminueix en 3 dB i la resolució del nombre de fotons és 61. S'espera que el rendiment d'aquest sistema detector doni suport a les aplicacions de comunicació làser a l'espai profund, comunicació quàntica d'alta velocitat i experiments bàsics d'òptica quàntica, etc. El treball de recerca ha comptat amb el suport de Ciència i Tecnologia. Innovation 2030 (STI 2030) i ha estat atorgat per la National Science Foundation de la Xina.
El treball de recerca compta amb el suport del projecte principal d'innovació científica i tecnològica 2030 -, la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina, l'Associació de Promoció de la Innovació Juvenil de l'Acadèmia Xinesa de Ciències i el Programa Yangfan de Xangai.
Estructura del dispositiu (a), nanofils superconductors (b), embalatge del dispositiu (c) i sistema de refrigeració (d)
