新型超導納米線光子檢測器可實現(xiàn)高速量子通信
研究人員開發(fā)了一種新型探測器，可以以非常高的速率精確測量單光子。這種新設(shè)備有助于實現(xiàn)高速量子通信。 ?.^n,[2
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量子通信使用單光子水平的光來發(fā)送編碼的量子信息，如量子密鑰分配中的加密密鑰。由于物理定律的存在，以這種方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以保證安全。以更快的速度發(fā)送信息需要一個單光子探測器，它不僅可以快速檢測到光子，還可以精確測量它們的到達時間。 "P
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在Optica出版集團的高影響力研究雜志《Optica》上，由美國宇航局噴氣推進實驗室的Matthew D. Shaw領(lǐng)導的研究人員描述并展示了他們用于測量光子到達時間的新探測器，他們稱之為PEACOQ（用于計算光量子的性能增強陣列）探測器。 6G7+&g`
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"我們的新探測器是由硅芯片上的32個氮化鈮超導納米線組成的，它可以實現(xiàn)高精度的高計數(shù)率，"研究小組成員、博士后學者Ioana Craiciu說。"該探測器的設(shè)計考慮到了量子通信，因為這是一個一直受限于現(xiàn)有探測器性能的技術(shù)領(lǐng)域。" DdqE6qE
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研究小組負責人Matthew Shaw檢查了安裝在低溫箱內(nèi)的PEACOQ探測器，以便進行測試。 QY c/f"9
該探測器是作為美國宇航局項目的一部分而開發(fā)的，該項目旨在實現(xiàn)空間到地面的量子通信新技術(shù)，從而在未來實現(xiàn)跨洲際距離的量子信息共享。這項工作建立在為美國宇航局深空光通信項目開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)上，該項目將首次展示來自行星際空間的自由空間光通信。 9Y+7o%6e
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Craiciu說："目前還沒有另一個探測器能夠以同樣的時間分辨率如此快速地計算單光子。我們知道這個探測器將對量子通信有用，但我們也希望它能實現(xiàn)我們尚未考慮的其他應(yīng)用。" `6<Qb=
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更快的量子通信 |k#EYf#Y
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加快量子通信傳輸速率需要在接收端有一個探測器，它可以進行快速測量，并表現(xiàn)出較短的死機時間，這樣它就可以與到達的高速率光子抗衡。探測器還必須精確測量光子的到達時間。 $B`ETI9g-N
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Craiciu說："盡管有一些探測器可以高精度地測量光子的到達時間，但當光子快速連續(xù)到達時，它們很難跟上，可能會錯過一些光子，或者把它們的到達時間弄錯，我們設(shè)計的PEACOQ探測器可以精確測量單個光子的到達時間，即使它們正以很高的速度撞擊探測器。它也是高效的，它不會錯過許多光子。" k i|OowP
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