基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法技术

本发明专利技术提供一种基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法，包括：提供一种超导纳米线单光子探测器的读出电路，其包括一个具有读出端口和接地端口的超导纳米线单光子探测器组件、与两个端口相连的一个恒流偏置源、以及与读出端口连接的第一读取电路，且接地端口接地；在超导纳米线单光子探测器组件响应待测光子时，利用超导纳米线单光子探测器的读出电路读取超导纳米线单光子探测器的响应脉冲的上升沿时间或者上升沿斜率；根据超导纳米线单光子探测器的响应脉冲的上升沿时间，确定响应的光子数。本发明专利技术的方法可以在单个超导纳米线单光子探测器上直接分辨光子数，具有很高的保真度，并且快速简便。并且快速简便。并且快速简便。

【技术实现步骤摘要】
基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法


[0001]本专利技术属于光量子信息
，涉及一种实现光子数分辨的方法，特别涉及一种基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法。

技术介绍

[0002]光子数分辨在光量子信息技术中非常重要，例如验证量子计算优越性的可编程光量子处理器Borealis采用了16个高性能的超导光子数分辨探测器(Nature 606,75
‑
81,2022)；再如使用光子数分辨探测器帮助相干光通信超越了标准量子极限(Nature Photonics 9,48
‑
53,2015)；再有，其在量子光源上也有广泛的应用，包括宣布式单光子源的产生和量子光源的分析鉴别。
[0003]超导纳米线单光子探测器(SNSPD)经过20年的发展，其探测效率、暗计数率、速度及时间抖动都呈现了明显的优势，成为光量子信息领域中不可或缺的技术。一般认为单个SNSPD分辨光子数的能力极其微弱，想要在单个SNSPD上准确分辨光子数，依然存在技术上的困难，即使是单光子响应和多光子响应的读出信号也难以区分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法，其特征在于，包括：提供一种超导纳米线单光子探测器的读出电路；所述超导纳米线单光子探测器的读出电路包括一个具有读出端口和接地端口这两个端口的超导纳米线单光子探测器组件、与所述两个端口相连的一个恒流偏置源、以及与所述读出端口连接的第一读取电路，且所述接地端口接地；在所述超导纳米线单光子探测器组件响应待测光子时，利用超导纳米线单光子探测器的读出电路读取超导纳米线单光子探测器的响应脉冲的上升沿时间或者上升沿斜率；根据超导纳米线单光子探测器的响应脉冲的上升沿时间，确定响应的光子数。2.根据权利要求1所述的基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法，其特征在于，所述超导纳米线单光子探测器组件包括一个超导纳米线单光子探测器和与其串联的串联电感，以通过增大所述超导纳米线单光子探测器组件的电感值，增强光子数分辨的能力。3.根据权利要求1所述的基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法，其特征在于，所述超导纳米线单光子探测器组件的读出端口通过第一T型偏置器与所述恒流偏置源和所述第一读取电路相连。4.根据权利要求1所述的基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法，其特征在于，所述第一读取电路包括彼此串联的放大器和功率分束器、以及与功率分束器的两个输出端口连接的脉冲时间测量装置。5.根据权利要求1所述的基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法，其特征在于，所述接地端口为接地读出端口，所述超导纳米线单光子探测器的读出电路还包括与接地读出端口连接的第二读取电路，从而构成所述超导纳米线单光子探测器的双端口读出电路。6.根据权利要求5所述的基于单个超导纳米线单光子探测器的光子数分辨方法，其特征在于，所述超导纳米线单光子探测器组件的接地读出端口通过第二T型偏置器与所述恒流偏置源和所述第二读取电路相连。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令东，尤立星，李浩，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：