沙龙概述

2024年7月17日下午，研究院党委于量子研究院518报告厅成功举办了第67期卓越量子沙龙活动。本次沙龙邀请了来自瑞典皇家理工学院（KTH Royal Institute of Technology）的Val Zwiller教授为研究院师生带来题为“Generation, manipulation and detection of single photons”的精彩报告。活动由刘骏秋研究员主持。

精彩回顾

报告的第一部分主要是关于片上集成的单光子光源，Val Zwiller教授从量子点光源进行切入介绍了一些目前片上集成的量子点单光子源的工作。报告中讲到，混合集成单光子源需要首先将纳米线转移到硅片上，然后再在此基础上加工波导等器件。为了能够满足不同的应用需求，报告中Val Zwiller教授也提到可以通过将能产生不同频率的量子点单光子源集成在一起，然后通过对环形谐振腔来进行滤波选取所需要的频率，或者使用压电效应和表面声波（SAW）直接对单光子的频率进行调制。

在后续的部分中，Val Zwiller教授着重介绍了其课题组的核心研究方向及成果，超导纳米线单光子探测器（SNSPD）。SNSPD对单光子的探测主要实现于在一定的偏置电流下，当超导纳米线吸收了一个光子后会形成一个“热点”，此时电阻的迅速增加也使得纳米线上的电流迅速流向负载电阻。而SNSPD对单光子的探测则主要是基于上述的光电转换的迅速且灵敏的响应。得益于SNSPD极高的探测效率、超高的时间分辨率以及低噪声的特性，SNSPD有着相当广阔的应用前景，如通过多通道探测实现的光子数分辨、超远距离通信、单光子激光雷达、生物荧光成像等。

最后，随着测量技术的不断发展，逼近于量子极限的精密测量也一定离不开单光子级别的精密探测。正如Val Zwiller教授所介绍的，虽然SNSPD的探索和进步仍面临着许多的挑战，如更高的时间分辨、中红外波段的高效率探测等，但其发展的过程也带来了许多在诸多领域实现更高精度更高灵敏度探测的机会。

在报告的尾声，Val Zwiller教授深入浅出的介绍也引起了在场老师同学们的积极提问与讨论，其耐心细致的回答也让会场师生收获良多。