5 GHzの速度と61の光子数分解能を持つ超伝導単一光子検出器

単一光子の迅速な検出と識別は、深宇宙レーザー通信、高速量子鍵配布、光量子計算などのさまざまな応用において重要です。しかし、半導体や最近開発された超伝導検出器を含む従来の単一光子検出器（SPD）は、検出速度と光子数分解能（PNR）が限られており、実用的な応用において重大な課題を提起しています。本論文では、良好なPNRを持つ効率的で高速なSPDを提示します。このSPDは、分散ブラッグ反射器上に製造された64本の並列に配置されたサンドイッチ状の超伝導ナノワイヤーを持っています。この検出器は、64の電気チャネルをサポートし、最小作動温度が2.3 Kのコンパクトなギフォード・マクマホンクライオクーラー内で動作します。組み合わせされた検出器システムは、機能するナノワイヤーの収率が61/64で、1550 nmにおいて90%のシステム検出効率を示し、最大カウントレートは5.2 GHzです。また、これは運転中のナノワイヤーに対応する最大PNRが61を持っています。このSPDは、深宇宙レーザー通信、高速量子通信、基本的な量子光学実験における潜在的な応用を伴い、量子検出器技術の大幅な改善を示します.