上海微系统所成功研制超导双光子空间符合计数器

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中国科学院上海微系统与信息技术研究所（上海微系统所）尤立星、李浩团队在多光子空间符合探测领域取得重大进展。其研究成果“具有组合时间逻辑和幅度复用的超导纳米线双光子空间符合计数器”已于2025年1月30日发表在国际顶级期刊《自然·光子学》（Nature Photonics）上。

光量子计算对多光子调控和多种输出模式提出了严峻挑战，需要在终端集成大规模多光子探测器阵列。随着光子纠缠维度的提升，对空间态分辨能力的要求也越来越高，这在传统的独立探测器框架下难以实现。

该团队创新性地提出了一种新型超导纳米线组合延时逻辑方法，有效解决了延迟线上单光子和多光子事件信号混叠问题，成功在16通道结构中完整解析了所有152种单光子和双光子事件。该计数器具有良好的可扩展性，显著降低了超导低温环境的热负载，并具备多光子自符合特性，无需复杂的符合处理电路。这项技术为光量子计算的多空间态符合探测提供了强有力的技术支撑。

论文第一完成单位为中国科学院上海微系统所，孔令东为论文第一作者，孔令东副研究员和尤立星研究员为通讯作者。该研究得到了科技创新2030量子重大专项项目、国家自然科学基金和上海市“科技创新行动计划”扬帆项目的资助。

图1. 论文信息

图2. 16单元器件结构示意图及电子显微图

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