اخیراً تیم Hao Li و Lixing You از مؤسسه میکروسیستمها و فناوری اطلاعات شانگهای (SIIT)، آکادمی علوم چین (CAS) یک آشکارساز کوانتومی نوری با سرعت فوقالعاده بالا و قابل حل با تعداد فوتون با حداکثر نرخ شمارش توسعه دادهاند. فرکانس 5 گیگاهرتز و وضوح شمارش فوتون 61 با استفاده از نانوسیم های ابررسانا با ساختار ساندویچی و چندین سیم که به صورت موازی کار می کنند. نتایج تحقیقات مرتبط با عنوان آشکارساز تک فوتونی ابررسانا با سرعت 5 گیگاهرتز و وضوح عدد فوتون 61 به صورت آنلاین در Photonics Research منتشر شد و به عنوان انتخاب ویرایشگر انتخاب شد.
در سالهای اخیر، آشکارسازهای تک فوتونی نانوسیم ابررسانا به دلیل کارایی بالا، نرخ شمارش تاریکی کم و وضوح زمانی عالی، به طور گسترده در ارتباطات کوانتومی، محاسبات کوانتومی نوری و تأیید اصول مکانیک کوانتومی استفاده شدهاند.
این تیم یک سیستم یکپارچه از آشکارسازهای ابررسانا با راندمان بالا، سرعت فوقالعاده بالا و وضوح تعداد فوتون بالا را توسعه دادند. به منظور اطمینان از سبکی و قابلیت اطمینان سیستم آشکارساز، این پروژه یک سیستم خنک کننده یکپارچه مبتنی بر مینی کولر GM ساخته است. این سیستم از 64 کانال الکتریکی پشتیبانی می کند و در حداقل دمای 2.3 کلوین کار می کند. تراشه آشکارساز 64 نانوسیم ابررسانا را بر روی یک بازتابنده توزیع شده براگ ادغام می کند که هم نرخ جذب فوتون و هم سرعت تشخیص را بهبود می بخشد. پس از مشخصهیابی، راندمان آمادهسازی نانوسیم 61/64 است، راندمان تشخیص سیستم در 1550 نانومتر به 90 درصد میرسد، حداکثر نرخ شمارش 5.2 گیگاهرتز است، و نرخ شمارش 1.7 گیگاهرتز زمانی که راندمان تشخیص 3 دسیبل کاهش مییابد، و رزولوشن عدد فوتون 61 است. انتظار میرود عملکرد این سیستم آشکارساز از کاربردهای ارتباط لیزری در عمق فضایی، ارتباطات کوانتومی با سرعت بالا و آزمایشهای نوری کوانتومی پایه و غیره پشتیبانی کند. کار تحقیقاتی توسط علم و فناوری پشتیبانی شده است. Innovation 2030 (STI 2030) و توسط بنیاد ملی علوم چین اعطا شده است.
کار تحقیقاتی توسط پروژه اصلی نوآوری علم و فناوری 2030 -، بنیاد ملی علوم طبیعی چین، انجمن ترویج نوآوری جوانان آکادمی علوم چین، و برنامه شانگهای یانگفان پشتیبانی میشود.
ساختار دستگاه (الف)، نانوسیمهای ابررسانا (ب)، بستهبندی دستگاه (ج) و سیستم خنککننده (د)
