Récemment, l'équipe de Hao Li et Lixing You de l'Institut des microsystèmes et des technologies de l'information de Shanghai (SIIT), Académie chinoise des sciences (CAS), a développé un détecteur quantique optique à très grande vitesse, résolvable par comptage de photons, avec un taux de comptage maximal de 5 GHz et une résolution de comptage de photons de 61 en utilisant des nanofils supraconducteurs à structure sandwich et plusieurs fils fonctionnant en parallèle. Les résultats de recherche associés ont été publiés en ligne dans Photonics Research sous le titre Détecteur supraconducteur à photons uniques avec une vitesse de 5 GHz et une résolution de nombre de photons de 61, et sélectionnés comme Choix de l'éditeur.
Ces dernières années, les détecteurs de photons uniques à nanofils supraconducteurs ont été largement utilisés dans la communication quantique, le calcul quantique optique et la vérification des principes de la mécanique quantique en raison de leur efficacité élevée, de leur faible taux de comptage d'obscurité et de leur excellente résolution temporelle.
L'équipe a développé un système intégré de détecteurs supraconducteurs à haute efficacité, à très haute vitesse et à haute résolution de comptage de photons. Afin de garantir la légèreté et la fiabilité du système de détection, le projet a construit un système de refroidissement intégré basé sur un mini-refroidisseur GM. Le système prend en charge 64 canaux électriques et fonctionne à une température minimale de 2,3 K. La puce du détecteur intègre 64 nanofils supraconducteurs sur un réflecteur de Bragg distribué, ce qui améliore à la fois le taux d'absorption des photons et la vitesse de détection. Français Après caractérisation, le rendement de préparation du nanofil est de 61/64, l'efficacité de détection du système atteint 90 % à 1550 nm, le taux de comptage maximal est de 5,2 GHz et le taux de comptage est de 1,7 GHz lorsque l'efficacité de détection diminue de 3 dB, et la résolution du nombre de photons est de 61. Les performances de ce système de détection devraient prendre en charge les applications de communication laser dans l'espace lointain, de communication quantique à haut débit et d'expériences d'optique quantique de base, etc. Les travaux de recherche ont été soutenus par Science and Technology Innovation 2030 (STI 2030) et ont été récompensés par la Fondation nationale des sciences de Chine.
Les travaux de recherche sont soutenus par le projet majeur d'innovation scientifique et technologique 2030 -, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, l'Association pour la promotion de l'innovation des jeunes de l'Académie chinoise des sciences et le programme Shanghai Yangfan.
Structure du dispositif (a), nanofils supraconducteurs (b), conditionnement du dispositif (c) et système de refroidissement (d)
