中國科學院上海微系統與信息技術研究所（以下簡稱：上海微系統所）尤立星、李浩團隊在面向多光子空間符合探測方面取得突破性進展。2025年01月30日，相關成果以《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，發表于國際學術期刊Nature Photonics。
圖1 超導雙光子空間符合計數器論文信息
在光量子計算中，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；并且為了提高計算復雜度，光子糾纏維度越來越高，因此更加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是一個很大的挑戰。
研究團隊提出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。該計數器可擴展性強，降低了超導低溫環境的熱負載限制；并且具有多光子自符合特性，無需復雜的符合處理電路。可為光量子計算的多空間態符合探測提供有力支撐。
圖2 16單元器件的結構示意圖和電子顯微圖
本工作的第一完成單位為中國科學院上海微系統所，孔令東為論文第一作者，通訊作者為孔令東副研究員和尤立星研究員。該研究得到了科技創新2030量子重大專項項目、國家自然科學基金、以及上海市“科技創新行動計劃”揚帆項目的支持。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41566-024-01613-w
