增强型单光子探测器:利用传统量子技术实现超导级性能

高性能单光子探测器(SPD)是量子光学任务不可或缺的核心组件。然而,现有最先进设备依赖超导材料的特性,对技术工艺和运行条件(如低温环境)提出严苛要求,这阻碍了其规模化商业应用。为此,该研究团队提出“增强型单光子探测器”(ESPD)框架——通过迭代增强低技术门槛SPD性能的新范式。该方案仅采用标准量子光学元件,即可将探测效率(DE)约59%、暗计数率(DCR)10⁻²的传统非超导SPD,改造成DE超95%、DCR低于10⁻⁹的卓越性能设备。此性能指标可与最新设计的超导SPD媲美甚至超越,使得量子密钥分发(QKD)协议的最低容忍信道传输率降低数个数量级。此外,该方案对设备要求适中,完全基于现有成熟技术,确保了短期内实验可行性。ESPD框架由此为高性能SPD的大规模部署及量子通信技术商业化提供了清晰可扩展的路径。

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提交arXiv: 2025-12-01 06:36

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