記者從安徽省量子信息工程技術研究中心獲悉，10月10日，全球首款四通道超低噪聲半導體單光子探測器（以下簡稱“單光子探測器”）在合肥量產(chǎn)落地。
據(jù)了解，單光子探測器可以比作具備超凡視力的“眼睛”，能精準捕捉和識別單個光子，是量子密鑰分發(fā)、熒光壽命成像、激光雷達等系統(tǒng)的核心組件。
該設備在探測效率、暗噪聲水平、集成度等多項關鍵指標刷新世界紀錄，標志著我國單光子探測技術進入領跑階段，可為量子通信、單光子雷達、生物熒光成像、深空激光測距、單光子成像等應用提供自主可控、性能領先的核心組件。
從“靈敏的光眼”到“火眼金睛”
據(jù)介紹，量子科技頭部上市公司國盾量子是該款單光子探測器設備的研發(fā)單位之一。目前，國際上僅有單通道的同類工程化產(chǎn)品，在復雜探測場景下需多臺設備協(xié)同，傳統(tǒng)制冷工藝也限制了探測能力的提升。
“這些短板是制約量子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)?；涞氐年P鍵瓶頸。設備研發(fā)難點在于如何在一個拳頭大小的制冷器上實現(xiàn)低溫、低噪聲、多通道?！眹芰孔訂喂庾犹綔y器負責人方余強告訴上證報記者。
在中國科學技術大學和中國科學院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院的專利與技術許可基礎上，研發(fā)團隊經(jīng)過三年多的努力，攻克了熱聲制冷機小型化、制冷器密封可靠性、通道間串擾抑制等技術難題。單個制冷器的最低工作溫度從此前的-50℃降低至-120℃；在20%探測效率下，暗噪聲水平降低約90%，達到約100Hz的超低值。
此外，全球首創(chuàng)的四通道集成架構，是該產(chǎn)品的另一亮點?！八耐ǖ赖纳疃戎评鋯喂庾犹綔y器體積僅為國際同類單通道產(chǎn)品的1/9，單臺設備就能完成此前多臺探測器才能實現(xiàn)的復雜探測任務。”方余強表示，這一高集成度的設計打破了之前體積大、功耗高、通道一致性差等局限，將產(chǎn)品最大探測效率從25%提升至35%，對極微弱光的探測靈敏度進一步邁向極限。
“將‘靈敏的光眼’升級成‘火眼金睛’，實現(xiàn)我國在量子信息源頭核心器件與組件環(huán)節(jié)的自給自足?！卑不帐×孔有畔⒐こ碳夹g研究中心主任唐世彪告訴上證報記者，新產(chǎn)品在關鍵性能、集成度、工程實用性等方面均實現(xiàn)了國際領先，不僅突破了技術壟斷，也進一步提升了我國在量子信息關鍵核心技術領域的自主可控能力。
目前，新型單光子探測器產(chǎn)品已服務于國內(nèi)頂尖科研單位，具備批量生產(chǎn)與交付能力。國盾量子表示，未來，公司研發(fā)團隊將沿著小型化、芯片化、集成化的發(fā)展路徑，加快產(chǎn)品在下一代星地一體量子通信網(wǎng)絡、高精度激光雷達、深空探測等重大工程上走向規(guī)模化應用。
時隔三年量子力學再獲“諾獎”青睞
據(jù)新華社消息，瑞典皇家科學院10月7日宣布，將2025年諾貝爾物理學獎授予約翰·克拉克、米歇爾·H·德沃雷和約翰·M·馬蒂尼斯三名量子物理學家，以表彰他們在電路中實現(xiàn)宏觀量子力學隧穿效應和能量量子化方面的貢獻。三名獲獎者將平分1100萬瑞典克朗（約合117萬美元）的獎金。
2025年是量子力學誕生100周年，諾貝爾物理學委員會主席奧勒·埃里克松當天表示，百年來量子力學不斷帶來新的驚喜，它大有用處，為數(shù)字技術提供了基礎。業(yè)內(nèi)認為，今年的諾貝爾物理學獎成果為開發(fā)量子密碼學、量子計算機和量子傳感器等下一代量子技術提供了可能。
這是時隔三年，諾貝爾物理學獎再次頒給量子力學領域。2022年，瑞典皇家科學院將當年的諾貝爾物理學獎頒給了法國物理學家阿蘭·阿斯佩、美國物理學家約翰·弗朗西斯·克勞澤和奧地利物理學家安東·塞林格，以表彰他們“用糾纏光子驗證了量子不遵循貝爾不等式，開創(chuàng)了量子信息學”。
多數(shù)業(yè)內(nèi)專家認為，今年獲獎的宏觀量子效應和能量量子化是量子力學領域中較為基礎的物理概念，為超導量子計算的發(fā)展奠定了基礎，諾貝爾獎的肯定引發(fā)社會各界對量子信息更多的關注，推動基礎科學走向應用發(fā)展。
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