10月10日，安徽省量子信息工程技術研究中心發布消息稱，我國全球首款四通道超低噪聲半導體單光子探測器（以下簡稱深度制冷單光子探測器）實現量產。該設備的探測效率、暗噪聲水平、集成度等多項關鍵指標上刷新世界紀錄，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。
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、熒光壽命成像、激光雷達等系統的核心組件。此前，國際上僅有單通道的同類工程化產品，復雜探測場景下需多臺協同，傳統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業規模化落地的關鍵瓶頸。
“難點是如何在一個拳頭大小的制冷器上實現低溫、低噪聲、多通道。”科大國盾量子技術股份有限公司（以下簡稱國盾量子）探測器負責人方余強表示，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新研究院的專利與技術許可基礎上，研發團隊經過3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零下50℃降至零下120℃。在20%探測效率下，暗噪聲水平降低約90%，達到約100赫茲的超低值。
深度制冷單光子探測器的另一亮點是在國際上首創的四通道集成架構，其體積僅為國際同類單通道產品的1/9，單臺就能完成此前多臺探測器協同才能實現的復雜探測任務。這一高集成度的設計打破了過去體積大、功耗高、通道一致性差等局限，從而將產品最大探測效率從25%提升至35%，使極微弱光的探測靈敏度進一步接近極限。
“將‘靈敏的光眼’升級成‘火眼金睛’，實現我國在量子信息源頭核心器件與組件環節的自給自足。”安徽省量子信息工程技術研究中心主任唐世彪表示，新產品的關鍵性能、集成度、工程實用性等方面均實現國際領先，不僅打破了國際技術壟斷，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。
據悉，目前新型單光子探測器產品已服務于國內頂尖科研單位，具備批量生產與交付能力。
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