中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所尤立星與李浩團隊在面向多光子空間符合探測方面取得進展。1月30日,相關(guān)研究成果以《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(shù)器》(A superconducting nanowire two-photon coincidence counter with combinatorial time logic and amplitude multiplexing)為題,發(fā)表在《自然-光子學》(Nature Photonics)上。

光量子計算需要調(diào)控多個光子,具有多種輸出模式,因此需要在末端集成大規(guī)模的多光子探測器陣列;為提高計算復雜度,光子糾纏維度越來越高,需要可以分辨更多空間態(tài)的符合探測單元,這在當前的獨立探測器框架下面臨較大挑戰(zhàn)。

該研究提出了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(xiàn)了16通道結(jié)構(gòu)中所有152中單光子和雙光子事件的完備解析。這一計數(shù)器可擴展性強,降低了超導低溫環(huán)境的熱負載限制;具有多光子自符合特性,無需復雜的符合處理電路。

上述成果有望為光量子計算的多空間態(tài)符合探測提供支撐。

研究工作得到科技創(chuàng)新-2030重大項目和國家自然科學基金等的支持。

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16單元器件的結(jié)構(gòu)示意圖和電子顯微圖