单光子探测器被誉为捕捉微弱光信号的“火眼金睛”,能精准识别单个光子,是量子密钥分发、激光雷达、生物荧光成像等系统的核心器件。此前,国际上仅有单通道工程化产品,在复杂探测场景中需多台设备协同工作,且传统制冷工艺限制了探测性能提升,成为制约量子信息产业规模化落地的瓶颈。
为突破这一困境,研发团队依托中国科学技术大学、中国科学院量子信息与量子科技创新研究院的专利技术基础,历时三年攻克多项核心难题。团队首创微型化热声制冷技术,将制冷器最低工作温度从零下50摄氏度降至零下120摄氏度,结合创新密封工艺,使设备可靠性提升3倍以上。同时,通过优化设计实现通道间串扰抑制率达99.9%,在20%探测效率下,暗噪声水平降低约90%,仅为100赫兹左右,大幅降低了信号误判概率。
国际首创的四通道集成架构是该产品的核心亮点。其体积仅为国际同类单通道产品的1/9,最大探测效率从25%提升至35%,单台设备即可完成过去多台探测器才能实现的复杂探测任务,显著提升了极微弱光信号的捕获灵敏度。这种高集成度设计彻底改变了传统设备体积大、功耗高、通道一致性差的局限,具备了突出的工程实用性。
目前,该探测器已服务于国内顶尖科研单位,批量应用于星地量子通信干线、深海激光探测系统等国家重大工程。其成功研制不仅打破了国际技术垄断,更实现了我国量子信息源头核心器件的自给自足,提升了关键领域的自主可控能力。
展望未来,研发团队将沿着小型化、芯片化、集成化方向持续迭代,计划将探测器尺寸压缩至现有产品的1/5,功耗降低60%。这一技术路线将为下一代星地一体量子通信网络、高精度激光雷达、深空探测等重大工程提供“中国方案”,助力开启“单光子感知时代”的全新发展阶段。 #科技# http://t.cn/AXz6AMjT
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