能量-时间纠缠接收芯片应用示意图。研究团队供图

中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员李浩、尤立星团队，研制出集成泵浦滤波与单光子探测功能的纠缠接收芯片，并完成低温光量子芯片间的纠缠分发应用演示。相关研究成果近日发表于《光子学研究》。

低温光量子技术可用于低温信号高保真读出、跨平台量子系统互连等领域，在量子计算和经典高性能计算融合发展的趋势下作用日益凸显。

超导纳米线单光子探测器（SNSPD）具有近理想探测效率、纳秒级响应速度及极低的暗计数率等优势，已成为构建光量子技术体系的关键组件。实现SNSPD异质集成的光量子芯片，可大幅降低芯片间光子耦合损耗，在提升系统集成度的同时显著增强量子操作保真度与可扩展性。协同实现高抑制比泵浦滤波和单光子探测，则是进一步解锁低温光量子芯片集成度和应用的重要突破口。

研究团队提出了硅基无源泵浦滤波器与SNSPD的单片异质集成方案，兼容低温工作环境的同时对SNSPD制备过程中引入的额外工艺步骤容忍度大，适合进行级联以获得高抑制比。实验测试结果显示，片上SNSPD在1550纳米波段实现饱和探测，系统探测效率达20.1%，片上量子效率达90%，低温片上泵浦滤波抑制比超过56dB。

研究团队进一步验证了该芯片的能量-时间纠缠接收功能，并完成了低温光量子芯片间的纠缠分发应用演示，展现了其在未来量子纠缠分发网络中的应用潜力。

相关论文信息：https://doi.org/10.1364/PRJ.550313

（原载于《中国科学报》 2025-04-09 第1版 要闻）