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新時代中國調研行之長三角篇丨一個單光子探測器的長三角協同創新之旅

來源: 責編: 時間:2024-04-19 09:22:50 209觀看
導讀  如果把刷新光量子信息技術世界紀錄的量子計算原型機“九章三號”打開,會看到近10個圓柱形“小冰箱”,每個“小冰箱”里精心排布著10多個比指甲蓋兒略大、帶著光纖“小辮子”的金屬模塊。  “這些

  如果把刷新光量子信息技術世界紀錄的量子計算原型機“九章三號”打開,會看到近10個圓柱形“小冰箱”,每個“小冰箱”里精心排布著10多個比指甲蓋兒略大、帶著光纖“小辮子”的金屬模塊。mua28資訊網——每日最新資訊28at.com

  “這些模塊名為超導單光子探測器,是‘九章三號’中捕捉并識別單個光子的‘眼睛’。”中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員尤立星告訴記者,在上海誕生,到浙江封裝,再到安徽應用,每個單光子探測器都會經歷一場長三角協同創新之旅。mua28資訊網——每日最新資訊28at.com

  對于光量子計算來說,“火眼金睛”非常重要。尤立星說,光量子計算是用光子的不同量子態來表達運算中的“0”或“1”,要獲得運算結果就要識別其中的每一個光子。一個10瓦的小燈泡每秒鐘釋放的光子數以萬億億計,一個光子的微弱程度可想而知,單光子探測器需要非常精準。mua28資訊網——每日最新資訊28at.com

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  尤立星在實驗室為記者介紹單光子探測器。 新華社記者董雪 攝

  記者采訪了解到,2020年,尤立星團隊刷新了光子探測效率的世界紀錄,探測效率達到98%,可以簡單理解為100個光子一個一個傳輸過來,其中98個都能被精準探測。mua28資訊網——每日最新資訊28at.com

  科研追求的是極致,而應用需要規?;占?。采訪中,國家需求、應用導向給記者留下了更深的印象。尤立星團隊與中國科學技術大學潘建偉團隊的合作始于10多年前,那時候尤立星和同事經常上海、合肥兩地跑。mua28資訊網——每日最新資訊28at.com

  “單光子探測器對環境非常敏感,我們需要根據應用環境做出調整。”尤立星說,“‘九章三號’需要100多個高效率單光子探測器,在實驗室環境里實現一個高效率的單光子探測器不難,難的是做出一批,而且可以適用于各種應用環境。”mua28資訊網——每日最新資訊28at.com

  團隊在一致性、適用性和降低使用門檻方面下了大功夫。例如,單光子探測器之所以要被集成在“小冰箱”里,那是因為其使用的超導材料需要在接近絕對零度的環境下工作。團隊選擇了工作溫度相對較高的一款超導材料,以此縮小“冰箱”的尺寸,降低使用門檻。mua28資訊網——每日最新資訊28at.com

  再如,為了實現單光子探測器的批量化供貨能力,團隊在毗鄰上海的浙江嘉善打造了一條封裝集成生產線。單光子探測器在這里被裝進“小冰箱”,然后再運往安徽合肥。mua28資訊網——每日最新資訊28at.com

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  應用在“九章三號”中的一臺超導單光子探測器。(受訪者供圖)

  在中國科學院上海微系統與信息技術研究所的實驗室里,記者看到了10余種研制中的單光子探測器?!吧虾S蟹浅姷目萍紝嵙Γ紊朴兄圃斓某杀緝瀯荩戏试诔掷m探索量子科技前沿?!庇攘⑿潜硎荆L三角協同創新持續助力量子科技攀登科技高峰,團隊將繼續圍繞應用需求推動單光子探測技術演進。(記者董雪、屈彥)mua28資訊網——每日最新資訊28at.com

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