Pred kratkim je skupina Hao Li in Lixing You s Šanghajskega inštituta za mikrosisteme in informacijsko tehnologijo (SIIT) Kitajske akademije znanosti (CAS) razvila ultra hiter optični kvantni detektor, ločljiv s številom fotonov, z največjo hitrostjo štetja 5 GHz in ločljivost števila fotonov 61 z uporabo sendvič strukturiranih superprevodnih nanožic in več žic, ki delujejo vzporedno. Povezani rezultati raziskav so bili objavljeni na spletu v reviji Photonics Research pod naslovom Superprevodni enofotonski detektor s hitrostjo 5 GHz in ločljivostjo števila fotonov 61 ter izbrani kot urednikova izbira.
V zadnjih letih so bili superprevodni nanožični enofotonski detektorji pogosto uporabljeni v kvantni komunikaciji, optičnem kvantnem računanju in preverjanju principov kvantne mehanike zaradi njihove visoke učinkovitosti, nizke hitrosti štetja v temi in odlične časovne ločljivosti.
Ekipa je razvila integriran sistem superprevodnih detektorjev z visoko učinkovitostjo, ultra visoko hitrostjo in visoko ločljivostjo števila fotonov. Da bi zagotovili lahkotnost in zanesljivost detektorskega sistema, je projekt zgradil integriran hladilni sistem GM na osnovi mini hladilnika. Sistem podpira 64 električnih kanalov in deluje pri minimalni temperaturi 2,3 K. Detektorski čip integrira 64 superprevodnih nanožic na porazdeljenem Braggovem reflektorju, kar izboljša tako stopnjo absorpcije fotonov kot hitrost zaznavanja. Po karakterizaciji je izkoristek priprave nanožic 61/64, učinkovitost detekcije sistema doseže 90 % pri 1550 nm, največja hitrost štetja je 5,2 GHz, hitrost štetja pa 1,7 GHz, ko se učinkovitost detekcije zmanjša za 3 dB, in ločljivost števila fotonov je 61. Pričakuje se, da bo zmogljivost tega detektorskega sistema podpirala aplikacije laserske komunikacije v globokem vesolju, kvantno komunikacijo visoke hitrosti in osnovne kvantne optične poskuse itd. Raziskovalno delo je podprlo Znanost in tehnologija Inovacija 2030 (STI 2030), ki jo je podelila Nacionalna znanstvena fundacija Kitajske.
Raziskovalno delo podpirajo veliki projekt za znanost in tehnološke inovacije 2030 -, nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske, združenje za spodbujanje mladinskih inovacij kitajske akademije znanosti in šanghajski program Yangfan.
Struktura naprave (a), superprevodne nanožice (b), embalaža naprave (c) in hladilni sistem (d)
