中國科學院上海微系統與信息技術研究所尤立星與李浩團隊在面向多光子空間符合探測方面取得進展。1月30日,相關研究成果以《具有組合時間邏輯和幅度復用的超導納米線雙光子空間符合計數器》(A superconducting nanowire two-photon coincidence counter with combinatorial time logic and amplitude multiplexing)為題,發表在《自然-光子學》(Nature Photonics)上。

光量子計算需要調控多個光子,具有多種輸出模式,因此需要在末端集成大規模的多光子探測器陣列;為提高計算復雜度,光子糾纏維度越來越高,需要可以分辨更多空間態的符合探測單元,這在當前的獨立探測器框架下面臨較大挑戰。

該研究提出了新型超導納米線組合延時邏輯方法,突破了延遲線上單光子和多光子事件的信號混疊限制,實現了16通道結構中所有152中單光子和雙光子事件的完備解析。這一計數器可擴展性強,降低了超導低溫環境的熱負載限制;具有多光子自符合特性,無需復雜的符合處理電路。

上述成果有望為光量子計算的多空間態符合探測提供支撐。

研究工作得到科技創新-2030重大項目和國家自然科學基金等的支持。

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16單元器件的結構示意圖和電子顯微圖