記者從(cong) 安徽省量子信息工程技術研究中心獲悉,10月10日,全球首款四通道超低噪聲半導體(ti) 單光子探測器(以下簡稱“單光子探測器”)在合肥量產(chan) 落地。
據了解,單光子探測器可以比作具備超凡視力的“眼睛”,能精準捕捉和識別單個(ge) 光子,是量子密鑰分發、熒光壽命成像、激光雷達等係統的核心組件。

該設備在探測效率、暗噪聲水平、集成度等多項關(guan) 鍵指標刷新世界紀錄,標誌著我國單光子探測技術進入領跑階段,可為(wei) 量子通信、單光子雷達、生物熒光成像、深空激光測距、單光子成像等應用提供自主可控、性能領先的核心組件。
從(cong) “靈敏的光眼”到“火眼金睛”
據介紹,量子科技頭部上市公司國盾量子是該款單光子探測器設備的研發單位之一。目前,國際上僅(jin) 有單通道的同類工程化產(chan) 品,在複雜探測場景下需多台設備協同,傳(chuan) 統製冷工藝也限製了探測能力的提升。
“這些短板是製約量子信息產(chan) 業(ye) 規模化落地的關(guan) 鍵瓶頸。設備研發難點在於(yu) 如何在一個(ge) 拳頭大小的製冷器上實現低溫、低噪聲、多通道。”國盾量子單光子探測器負責人方餘(yu) 強告訴上證報記者。
在中國科學技術大學和中國科學院量子信息與(yu) 量子科技創新研究院的專(zhuan) 利與(yu) 技術許可基礎上,研發團隊經過三年多的努力,攻克了熱聲製冷機小型化、製冷器密封可靠性、通道間串擾抑製等技術難題。單個(ge) 製冷器的最低工作溫度從(cong) 此前的-50℃降低至-120℃;在20%探測效率下,暗噪聲水平降低約90%,達到約100Hz的超低值。
此外,全球首創的四通道集成架構,是該產(chan) 品的另一亮點。“四通道的深度製冷單光子探測器體(ti) 積僅(jin) 為(wei) 國際同類單通道產(chan) 品的1/9,單台設備就能完成此前多台探測器才能實現的複雜探測任務。”方餘(yu) 強表示,這一高集成度的設計打破了之前體(ti) 積大、功耗高、通道一致性差等局限,將產(chan) 品最大探測效率從(cong) 25%提升至35%,對極微弱光的探測靈敏度進一步邁向極限。
“將‘靈敏的光眼’升級成‘火眼金睛’,實現我國在量子信息源頭核心器件與(yu) 組件環節的自給自足。”安徽省量子信息工程技術研究中心主任唐世彪告訴上證報記者,新產(chan) 品在關(guan) 鍵性能、集成度、工程實用性等方麵均實現了國際領先,不僅(jin) 突破了技術壟斷,也進一步提升了我國在量子信息關(guan) 鍵核心技術領域的自主可控能力。
目前,新型單光子探測器產(chan) 品已服務於(yu) 國內(nei) 頂尖科研單位,具備批量生產(chan) 與(yu) 交付能力。國盾量子表示,未來,公司研發團隊將沿著小型化、芯片化、集成化的發展路徑,加快產(chan) 品在下一代星地一體(ti) 量子通信網絡、高精度激光雷達、深空探測等重大工程上走向規模化應用。
時隔三年量子力學再獲“諾獎”青睞
據新華社消息,瑞典皇家科學院10月7日宣布,將2025年諾貝爾物理學獎授予約翰·克拉克、米歇爾·H·德沃雷和約翰·M·馬蒂尼斯三名量子物理學家,以表彰他們(men) 在電路中實現宏觀量子力學隧穿效應和能量量子化方麵的貢獻。三名獲獎者將平分1100萬(wan) 瑞典克朗(約合117萬(wan) 美元)的獎金。
2025年是量子力學誕生100周年,諾貝爾物理學委員會(hui) 主席奧勒·埃裏克鬆當天表示,百年來量子力學不斷帶來新的驚喜,它大有用處,為(wei) 數字技術提供了基礎。業(ye) 內(nei) 認為(wei) ,今年的諾貝爾物理學獎成果為(wei) 開發量子密碼學、量子計算機和量子傳(chuan) 感器等下一代量子技術提供了可能。
這是時隔三年,諾貝爾物理學獎再次頒給量子力學領域。2022年,瑞典皇家科學院將當年的諾貝爾物理學獎頒給了法國物理學家阿蘭(lan) ·阿斯佩、美國物理學家約翰·弗朗西斯·克勞澤和奧地利物理學家安東(dong) ·塞林格,以表彰他們(men) “用糾纏光子驗證了量子不遵循貝爾不等式,開創了量子信息學”。
多數業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家認為(wei) ,今年獲獎的宏觀量子效應和能量量子化是量子力學領域中較為(wei) 基礎的物理概念,為(wei) 超導量子計算的發展奠定了基礎,諾貝爾獎的肯定引發社會(hui) 各界對量子信息更多的關(guan) 注,推動基礎科學走向應用發展。
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