Nedavno je tim Hao Li i Lixing You iz Šangajskog instituta za mikrosustave i informacijsku tehnologiju (SIIT) Kineske akademije znanosti (CAS) razvio optički kvantni detektor ultra velike brzine s mogućnošću razlučivanja broja fotona i maksimalnom brzinom brojanja od 5 GHz i razlučivosti broja fotona od 61 korištenjem supravodljivih nanožica sa sendvič strukturom i više žica koje rade paralelno. Povezani rezultati istraživanja objavljeni su online u Photonics Researchu pod naslovom Supravodljivi jednofotonski detektor s brzinom od 5 GHz i rezolucijom broja fotona od 61, te odabrani kao izbor urednika.
Posljednjih godina, supravodljivi nanožičani jednofotonski detektori naširoko su korišteni u kvantnoj komunikaciji, optičkom kvantnom računanju i provjeri principa kvantne mehanike zbog svoje visoke učinkovitosti, niske brzine brojanja u mraku i izvrsne vremenske rezolucije.
Tim je razvio integrirani sustav supravodljivih detektora visoke učinkovitosti, ultra velike brzine i visoke rezolucije broja fotona. Kako bi se osigurala lakoća i pouzdanost detektorskog sustava, projekt je izgradio GM integrirani rashladni sustav baziran na mini hladnjaku. Sustav podržava 64 električna kanala i radi na minimalnoj temperaturi od 2,3 K. Detektorski čip integrira 64 supravodljive nanožice na distribuiranom Braggovu reflektoru, što poboljšava i stopu apsorpcije fotona i brzinu detekcije. Nakon karakterizacije, prinos pripreme nanožica je 61/64, učinkovitost detekcije sustava doseže 90% na 1550 nm, maksimalna brzina brojanja je 5,2 GHz, a brzina brojanja je 1,7 GHz kada se učinkovitost detekcije smanji za 3 dB, i rezolucija broja fotona je 61. Očekuje se da će izvedba ovog detektorskog sustava podržati primjene laserske komunikacije dubokog svemira, kvantne komunikacije visoke brzine i osnovnih kvantnih optičkih eksperimenata, itd. Istraživački rad poduprla je znanost i tehnologija Inovacija 2030 (STI 2030), a nagrađena je od strane Nacionalne znanstvene zaklade Kine.
Istraživački rad podupiru Veliki projekt znanstvene i tehnološke inovacije 2030 -, Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine, Udruga za promicanje inovacija mladih Kineske akademije znanosti i šangajski Yangfan program.
Struktura uređaja (a), supravodljive nanožice (b), pakiranje uređaja (c) i sustav hlađenja (d)
