研究人员声称量子光探测到新纪录

来自University of Bristol的研究人员声称，使用新开发的平衡零差探测器，可以检测压缩光的新纪录。这项工作可以为高性能量子计算机和量子通信铺平道路。这个组件使用两个硅光电二极管协同工作，用于测量高速压缩量子态光的特性。该组件使用超低电子噪声设计，可检测量子态光的微弱特征。据共同第一作者Jonathan Frazer说，它的占地面积不到一平方毫米，有助于它能够以如此高的速度进行测量。

集成探测器将硅光子芯片与硅微电子芯片相结合，在检测量子光方面具有更高的速度。University of Bristol供图。

Frazer对Photonics Media说：“探测器的尺寸在这里非常重要，因为系统对PCB上组件布局或光电二极管尺寸等引起的速度和噪声限制非常敏感。由于亚毫米尺寸，这些‘寄生效应’在光子和倍增阶段都减少了，并真正展示了量子光子学中芯片级集成的潜力。”以前的探测器高速测量的能力由于电子噪声而受到限制，通常约为十亿次/秒。Frazer 说，"这直接影响到新兴信息技术的处理速度，如光学计算机和在弱光条件下的通信。探测器的带宽越高，执行计算和传输信息的速度越快。"研究人员说到目前为止，探测器的速度比之前认为的最先进的速度要快，而且研究小组正在努力改进这项技术使其以更快的速度运行。

"压缩光是一种非常有用的量子效应，"共同第一作者Joel Tasker说。"它可用于量子通信和量子计算机，并且已经被LIGO和Virgo引力波观测站用于提高灵敏度，帮助探测黑洞合并等奇妙的天文事件。因此，改进我们的测量方式可以产生很大的影响。

量子技术副教授兼该项目主任Jonathan Matthews说，关于量子光子集成到芯片上以展示可扩展制造水平，大部分焦点都放在了其量子部分。他说，目前的工作重点是量子光子学和电子读出之间的接口的集成。"这是整个量子架构高效工作所需要的，" Matthews说。"对于零差探测器，芯片级方法可产生一个小尺寸的器件用于大规模制造，而且更重要的是，它提高了性能。

这项研究成果发表在《Nature Photonics》上。(www.doi.org/10.1038/s41566-020-00715-5).