超高微型光探测器创历史新纪录

超高微型光探测器创历史新纪录

近日，英国布里斯托大学的量子工程技术实验室（QET Labs）和法国蔚蓝大学的研究人员共同开发了一种微型光探测器，该设备由硅光子芯片和硅电子芯片共同组成，如图1所示，可以用于高速测量压缩（squeezed）量子光的特殊特性，与之前的光探测器相比， 该探测器可以更为详细地测量光的量子特征，且测量速度也得到了大幅度的提升。

图1 微型探测器实物图

随着近年来对量子物理学的研究发现，压缩量子光是一种非常有用的量子效应，可以将其应用于量子通信和量子计算机当中，并且已经被LIGO和Virgo引力波天文台用于提高它们的灵敏度，从而提高了探测黑洞合并等外太空天文现象的能力。

但在探测压缩量子光的领域却迟迟很难有所进展，这是由于测量压缩量子光需要使用超低电子噪声的检测器，以便检测光的弱量子特性，但迄今为止的测量速度都局限于1 GHz左右，直接影响到了量子光计算机和光通信等新型信息技术的处理速度。

针对这一问题，QET Labs的研究人员在量子部分出发，提出了一种新型量子架构，并通过硅集成技术将硅电子学芯片和硅光子学芯片相互组合，使其可实现探测器的超高检测速度能力，且芯片结合的方法使得设备不仅可以轻易的实现小型化（其探测器整体尺寸小于1 mm²），还可以最大程度的提高其探测性能。

该探测器设备已经超越了现阶段的其他压缩光探测设备的运行速度，为未来高性能量子计算机和量子通信的发展铺平了道路。