随着科技发展，光的作用已不再局限于照明，而是作为一种重要信息载体，在量子科技、生物成像、激光测距等诸多领域扮演不可或缺的角色。对单光子的精准探测，是推动这些前沿技术发展的关键。

近日，在中国科大和量子创新研究院的专利与技术许可基础上，中电信量子集团控股的国盾量子成功实现全球首款工程化四通道超低噪声半导体单光子探测器（以下简称“深度制冷单光子探测器”）的量产落地。其探测效率、暗噪声水平、集成度等多项关键指标刷新世界纪录，标志着我国单光子探测技术处于国际领跑水平。

深度制冷单光子探测器

单光子探测器：量子信息核心组件

光子是量子信息的理想载体。实现单光子的制备、操纵和测量，是量子通信、量子计算、量子精密测量等领域的底层技术基石。

单光子探测器像是敏锐的“眼睛”，能精准探测识别单个光子，实现量子信息的测量与读取，是上述量子信息领域的核心组件。

深度制冷单光子探测器：性能国际领先

在实际应用中，单光子探测器的性能直接影响着量子密钥分发、光量子计算机、单光子成像等现实应用的能力上限。为满足实用化发展需求，国盾量子携手中国科大等单位，历经三年攻关，推出综合性能远超国际同类产品的深度制冷单光子探测器。

01 工作温度大幅降低 

传统制冷方案基于热电制冷或斯特林制冷技术，最低工作温度为-90℃。本产品首创性引入热声制冷技术，实现了-120℃的超低温环境。

02 探测能力大幅提升 

核心器件采用国产高性能负反馈雪崩光电二极管，产品关键性能全面领先。20%探测效率下，产品暗计数率低至约100Hz，最大探测效率达35%。

03 实用性大幅提升 

面对实际应用中的多路探测需求，产品首创了四通道集成架构。单台探测器即可完成此前需多台协同完成的复杂任务，极大提升了工程应用水平。

04 集成度大幅提升 

得益于国盾量子在小型化、芯片化、集成化上的经验优势，四通道产品体积仅为国际同类单通道产品的1/9。功耗、成本也随之大幅降低，为规模化应用奠定基础。

深度制冷单光子探测器实现了从“眼睛”到“火眼金睛”的跨越，产品服务于国内顶尖科研单位，具备批量生产与交付能力。

从跟跑到领跑：关键核心技术自主可控

作为核心组件，单光子探测器曾是我国量子信息产业化必须攻克的“卡脖子”难题。早年间，价格高昂且良品率低的国际产品，严重制约着相关产业的发展。

面对核心组件受制于人的被动局面，团队历经上千次实验攻关，研制出性能显著优于国际同类产品的国产单光子探测器。产品支持了世界首条千公里级量子保密通信“京沪干线”“天地一体广域量子保密通信网络”等重大项目，为量子通信的规模化发展奠定基础。

目前，单光子探测器满足900-1700nm近红外波段、400-900nm可见光波段等绝大部分单光子探测应用场景，可为超远距离量子密钥分发、单光子成像等实际应用提供高性价比的单光子探测方案。

未来，中电信量子集团将沿着小型化、芯片化、集成化的发展路径，推动产品加快走向规模化应用，为下一代星地一体量子通信网络、高精度激光雷达等重大工程提供关键支撑。