For nylig udviklede teamet af Hao Li og Lixing You fra Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology (SIIT), Chinese Academy of Sciences (CAS), en ultra-højhastigheds, foton-tælle-opløselig optisk kvantedetektor med en maksimal tællehastighed på 5GHz og foton-tæller opløsning på 61 ved at bruge sandwich-strukturerede superledende nanotråde og flere ledninger, der arbejder parallelt. De relaterede forskningsresultater blev offentliggjort online i Photonics Research under titlen Superconducting single photon detector med hastighed på 5 GHz og fotonnummeropløsning på 61, og valgt som Editor's Choice.
I de senere år er superledende nanotråd-enkeltfoton-detektorer blevet meget brugt i kvantekommunikation, optisk kvanteberegning og verifikation af kvantemekaniske principper på grund af deres høje effektivitet, lave mørketællerhastighed og fremragende tidsopløsning.
Holdet udviklede et integreret system af superledende detektorer med høj effektivitet, ultrahøj hastighed og høj fotontællingsopløsning. For at sikre letheden og pålideligheden af detektorsystemet har projektet bygget et GM minikøler-baseret køle integreret system. Systemet understøtter 64 elektriske kanaler og fungerer ved en minimumstemperatur på 2,3 K. Detektorchippen integrerer 64 superledende nanotråde på en distribueret Bragg-reflektor, hvilket forbedrer både fotonabsorptionshastigheden og detektionshastigheden. Efter karakterisering er nanotrådspræparationsudbyttet 61/64, systemets detektionseffektivitet når 90 % ved 1550 nm, den maksimale tællehastighed er 5,2 GHz, og tællehastigheden er 1,7 GHz, når detektionseffektiviteten falder med 3 dB, og fotonnummeropløsningen er 61. Ydeevnen af dette detektorsystem forventes at understøtte anvendelserne af deep-space laserkommunikation, højhastigheds kvantekommunikation og grundlæggende kvanteoptiske eksperimenter osv. Forskningsarbejdet er blevet støttet af videnskab og teknologi Innovation 2030 (STI 2030), og er blevet tildelt af National Science Foundation of China.
Forskningsarbejdet er støttet af 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.
Enhedsstruktur (a), superledende nanotråde (b), enhedsemballage (c) og kølesystem (d)
