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10月10日，安徽省量子信息工程技術(shù)研究中心發(fā)布消息，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了全球首款四通道超低噪聲半導(dǎo)體單光子探測(cè)器的量產(chǎn)落地。

據(jù)悉，該設(shè)備在探測(cè)效率、暗噪聲水平、集成度等多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)刷新世界紀(jì)錄，標(biāo)志著我國(guó)單光子探測(cè)技術(shù)進(jìn)入領(lǐng)跑階段，可為量子通信、單光子雷達(dá)、生物熒光成像、深空激光測(cè)距、單光子成像等應(yīng)用提供自主可控、性能領(lǐng)先的核心組件。

單光子探測(cè)器可以比作具備超凡視力的“眼睛”，能夠精準(zhǔn)捕捉和識(shí)別單個(gè)光子，是量子密鑰分發(fā)、熒光壽命成像、激光雷達(dá)等系統(tǒng)的核心組件。然而，此前國(guó)際上僅有單通道的同類工程化產(chǎn)品，在復(fù)雜探測(cè)場(chǎng)景下需多臺(tái)設(shè)備協(xié)同，傳統(tǒng)制冷工藝也限制了探測(cè)能力的提升。

國(guó)盾量子探測(cè)器負(fù)責(zé)人方余強(qiáng)表示，單光子探測(cè)器的難點(diǎn)是如何在一個(gè)拳頭大小的制冷器上實(shí)現(xiàn)低溫、低噪聲、多通道。在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院量子創(chuàng)新院的專利與技術(shù)許可基礎(chǔ)上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過三年多的努力，攻克了熱聲制冷機(jī)小型化、制冷器密封可靠性、通道間串?dāng)_抑制等技術(shù)難題，單個(gè)制冷器的最低工作溫度從此前的-50℃降低至-120℃。與此同時(shí)，在20%探測(cè)效率下，暗噪聲水平降低約90%，達(dá)到約100Hz的超低值。

值得一提的是，本次量產(chǎn)落地的單光子探測(cè)器首創(chuàng)四通道集成架構(gòu)，體積僅為國(guó)際同類單通道產(chǎn)品的1/9，單臺(tái)就能完成此前多臺(tái)探測(cè)器才能實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜探測(cè)任務(wù)。這一高集成度的設(shè)計(jì)，打破了過去體積大、功耗高、通道一致性差等局限，將產(chǎn)品最大探測(cè)效率從25%提升至35%，對(duì)極微弱光的探測(cè)靈敏度進(jìn)一步邁向極限。

安徽省量子信息工程技術(shù)研究中心主任唐世彪表示，新產(chǎn)品將“靈敏的光眼”升級(jí)成“火眼金睛”，關(guān)鍵性能、集成度、工程實(shí)用性等方面均實(shí)現(xiàn)了國(guó)際領(lǐng)先，不僅打破了國(guó)際技術(shù)壟斷，也進(jìn)一步提升了我國(guó)在量子信息關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域的自主可控能力。

目前，新型單光子探測(cè)器產(chǎn)品已服務(wù)于國(guó)內(nèi)頂尖科研單位，具備批量生產(chǎn)與交付能力。