據(jù)悉，中科院上海微系統(tǒng)所（中科院超導(dǎo)電子學(xué)卓越創(chuàng)新中心）的尤立星研究員團(tuán)隊(duì)開展超導(dǎo)單光子探測(cè)研究近10年，在探測(cè)器研制和應(yīng)用方面取得了多項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先成果，受到了國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。和中科大潘建偉院士團(tuán)隊(duì)合作，曾多次創(chuàng)造量子信息領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)的世界紀(jì)錄，并保持了目前光纖量子通信404公里世界紀(jì)錄。

該團(tuán)隊(duì)的最新成果揭示：基于小型閉合循環(huán)制冷機(jī)，2.1K工作溫度下，NbN-SNSPD系統(tǒng)探測(cè)效率（1550 nm工作波長(zhǎng)）可以超過90%。隨著溫度降低到1.8K，探測(cè)效率可以進(jìn)一步提升到92%。SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy 2017年第12期以封面文章報(bào)道了這一發(fā)現(xiàn)。日本情報(bào)通信研究機(jī)構(gòu)SNSPD研究著名學(xué)者Shigehito Miki在雜志同期以“Quest towards ultimate performance in superconducting nanowire single photon detectors”為題進(jìn)行了評(píng)述。論文第一作者為張偉君助理研究員，論文通信作者為尤立星研究員。

論文發(fā)表后收到了科技屆廣泛關(guān)注。www.eurekalert.org、Phys.org、 www.photonics.com等眾多國(guó)外科技媒體以“Practical superconducting nanowire single photon detector with record detection efficiency over 90 percent”或“Researchers develop practical superconducting nanowire single photon detector with record detection efficiency”等標(biāo)題報(bào)道或轉(zhuǎn)載該成果。中國(guó)科學(xué)院官方英文網(wǎng)站也轉(zhuǎn)載了相關(guān)報(bào)道（http://english.cas.ac.cn/newsroom/research_news/201711/t20171114_186067.shtml ）。

本文工作獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“高性能單光子探測(cè)技術(shù)”（2017YFA0304000）、中科院B類戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)“超導(dǎo)電子器件應(yīng)用基礎(chǔ)研究”、自然科學(xué)基金以及上海市科委等項(xiàng)目資助。

探測(cè)器（SNSPD：Superconducting nanowire single-photon detector）是本世紀(jì)初出現(xiàn)的一種新型的單光子探測(cè)技術(shù)，其探測(cè)效率、暗計(jì)數(shù)、時(shí)間抖動(dòng)等性能指標(biāo)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體單光子探測(cè)器，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，并已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于量子通信、量子計(jì)算等領(lǐng)域，并有力推動(dòng)了量子信息技術(shù)的發(fā)展。

在光纖通信1550納米工作波長(zhǎng)，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所 Marsili等人采用極低溫超導(dǎo)材料WSi制備的SNSPD，實(shí)現(xiàn)了最高探測(cè)效率達(dá)93%。然而，WSi-SNSPD通常工作在1 K以下工作溫度，必須采用昂貴復(fù)雜的深低溫制冷機(jī)（比如稀釋制冷機(jī)等），這極大限制了這類高性能單光子探測(cè)器的應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)外眾多研究人員在努力研究采用更高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的NbN材料的SNSPD，以期在2K以上工作溫度實(shí)現(xiàn)高探測(cè)效率，采用小型化用戶友好的閉合循環(huán)制冷機(jī)就可以工作，可以大大降低使用成本。經(jīng)過十多年的努力，NbN-SNSPD探測(cè)效率最高只達(dá)到80%左右，和WSi-SNSPD探測(cè)效率有明顯差距。要想達(dá)到90%以上的探測(cè)效率，需要同時(shí)對(duì)多個(gè)不同的參數(shù)（光耦合效率、光吸收效率、本征探測(cè)效率等）進(jìn)行優(yōu)化，直到最近上海微系統(tǒng)所在其論文上公布的成果，超導(dǎo)單光子探測(cè)器性能突破90%超導(dǎo)納米線單光子得以突破。