日前，武漢光谷量子技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“武漢光谷量子”）委托九州量子信息技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“浙江九州量子”）測(cè)試其自主研發(fā)生產(chǎn)的量子保密通信核心器件——InGaAs/InP單光子雪崩二極管（gmAPD），目前首批產(chǎn)品測(cè)試已順利完成。
InGaAs/InP單光子雪崩二極管（SPAD）是一種具有近紅外波段單光子探測(cè)能力的半導(dǎo)體光電探測(cè)器。在當(dāng)前迅猛發(fā)展的量子保密通信領(lǐng)域，該產(chǎn)品將作為近紅外單光子探測(cè)器的核心部件，其單光子探測(cè)效率（SPDE）、暗計(jì)數(shù)率（DCR）、后脈沖（AP）和抖動(dòng)(jitter)等指標(biāo)，直接影響著量子保密通信（QKD）的量子比特誤碼率、量子密鑰分發(fā)距離和最終的量子密鑰成碼率。該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、測(cè)試和投產(chǎn)可以促進(jìn)量子信息和量子保密通信核心部件的國(guó)產(chǎn)化，對(duì)科研進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。
整體產(chǎn)品測(cè)試系統(tǒng)由浙江九州量子自主搭建，產(chǎn)品測(cè)試過(guò)程所使用的QLD-301高速皮秒脈沖激光器和單光子雪崩二極管測(cè)試主機(jī)也均由浙江九州量子自主研發(fā)。據(jù)了解，該套測(cè)試系統(tǒng)不僅可以方便地調(diào)節(jié)高壓、溫度、門(mén)控脈沖重復(fù)頻率、光子脈沖重復(fù)頻率、雪崩閾值、死時(shí)間等多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，而且通過(guò)延時(shí)掃描和激光脈寬調(diào)節(jié)功能，可以高效確定單光子正確延時(shí)位置。例如當(dāng)設(shè)置門(mén)控重復(fù)頻率為2MHz，對(duì)于50ps光子脈沖，最壞情況下需要掃描1萬(wàn)次才能確定延時(shí)位置，而通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)，僅需掃100次！對(duì)于需要改變條件反復(fù)測(cè)試的情況，可大幅提高測(cè)試效率，推進(jìn)產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度。另外，九州量子的變頻門(mén)控技術(shù)和雪崩尖峰噪聲壓制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)大范圍的頻率測(cè)試和高精度的雪崩信號(hào)提取，對(duì)提高SPAD的測(cè)試準(zhǔn)確度，有重大意義。
圖為SPAD測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)成與原理框圖
武漢光谷量子是國(guó)內(nèi)少數(shù)幾家能夠自主研發(fā)、設(shè)計(jì)并生產(chǎn)SPAD的廠家。公司由中國(guó)航天三江集團(tuán)下屬的武漢光谷航天三江激光研究院、湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)所及世界知名科學(xué)家共同成立，是武漢光谷·激光科技園的核心企業(yè)。公司主要致力于量子光電子芯片產(chǎn)品的前瞻性研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及技術(shù)服務(wù)，引進(jìn)國(guó)外最先進(jìn)的平臺(tái)設(shè)計(jì)、建設(shè)理念，建成國(guó)內(nèi)一流的光電子半導(dǎo)體芯片研發(fā)生產(chǎn)平臺(tái)。浙江九州量子是一家擁有頂尖量子信息科研團(tuán)隊(duì)并掌握核心技術(shù)的高科技企業(yè)，多年來(lái)專(zhuān)注于量子保密通信技術(shù)研發(fā)和量子安全加密應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的實(shí)踐，是國(guó)內(nèi)少數(shù)在城域網(wǎng)、干線網(wǎng)、量子安全應(yīng)用產(chǎn)品中具有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的量子科技企業(yè)之一。
加快發(fā)展量子科技，對(duì)促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展、保障國(guó)家安全具有非常重要的作用。“瞄準(zhǔn)量子信息等前沿領(lǐng)域，實(shí)施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國(guó)家重大科技項(xiàng)目?！币驯粚?xiě)入國(guó)家規(guī)劃。習(xí)近平總書(shū)記也在中央政治局第二十四次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，要深刻認(rèn)識(shí)推進(jìn)量子科技發(fā)展重大意義，加強(qiáng)量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局。
本次浙江九州量子受托的相關(guān)測(cè)試受到了合作方武漢光谷量子的高度贊譽(yù)，雙方公司均表示將繼續(xù)保持友好合作，共同發(fā)展。此次雙方攜手合作，發(fā)揮各自技術(shù)優(yōu)勢(shì)，共同助力量子保密通信核心部件的國(guó)產(chǎn)化，爭(zhēng)取為國(guó)家量子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)企業(yè)力量。
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