单光子探测器突破瓶颈，中国技术领跑全球

我国单光子探测器实现重大突破，核心指标国际领先。

　　 10月10日，安徽省量子信息工程技术研究中心宣布，我国成功实现全球首款四通道超低噪声半导体单光子探测器的批量生产。

　　 据悉，该设备在探测效率、暗噪声水平、集成度等多项核心性能指标上创下世界新高，标志着我国单光子探测技术迈入全球领先行列，可为量子通信、单光子雷达、生物荧光成像、深空激光测距、单光子成像等应用提供自主可控、性能优越的核心组件。

　　 单光子探测器可以被比喻为拥有非凡视觉能力的“眼睛”，能够准确捕捉和识别单个光子，是量子密钥分发、荧光寿命成像、激光雷达等系统中的关键部件。然而，此前国际上仅存在单通道的工程化产品，在面对复杂探测环境时需要多台设备配合使用，同时传统的制冷技术也制约了探测性能的进一步提升。

　　 国盾量子探测器负责人方余强表示，单光子探测器的难点是如何在一个拳头大小的制冷器上实现低温、低噪声、多通道。在中国科学技术大学和中国科学院量子创新院的专利与技术许可基础上，研发团队经过三年多的努力，攻克了热声制冷机小型化、制冷器密封可靠性、通道间串扰抑制等技术难题，单个制冷器的最低工作温度从此前的-50℃降低至-120℃。与此同时，在20%探测效率下，暗噪声水平降低约90%，达到约100Hz的超低值。

　　 本次量产落地的单光子探测器采用了首创的四通道集成架构，其体积仅为国际同类单通道产品的1/9，单台设备即可完成以往需要多台探测器协同才能实现的复杂探测任务。这种高集成度的设计有效突破了传统产品在体积、功耗和通道一致性方面的限制，使最大探测效率从25%提升至35%，进一步提升了对极微弱光的探测灵敏度，推动该技术向极限应用迈进。 从技术发展角度看，这一突破不仅体现了我国在光子探测领域的自主创新能力，也标志着相关设备在性能与实用化层面迈出了重要一步。在科研、通信、安防等多个领域，高灵敏度、低功耗、小型化的探测器将带来更广泛的应用可能，具有重要的现实意义和发展潜力。

　　 安徽省量子信息工程技术研究中心主任唐世彪表示，新产品将“灵敏的光眼”升级成“火眼金睛”，关键性能、集成度、工程实用性等方面均实现了国际领先，不仅打破了国际技术垄断，也进一步提升了我国在量子信息关键核心技术领域的自主可控能力。

　　 目前，新型单光子探测器产品已应用于国内顶尖科研机构，具备稳定的批量生产和交付能力。这一进展标志着我国在高端光电探测领域取得了重要突破，不仅提升了自主研发能力，也为相关科研工作的深入开展提供了有力支撑。随着技术的不断成熟和应用范围的扩大，此类设备有望在更多领域发挥关键作用，推动科技进步与产业升级。