在光量子计算领域，调控多个光子的能力是实现高效计算的关键。中国科学院上海微系统与信息技术研究所的尤立星与李浩团队近期在多光子空间符合探测方面取得了显著进展。他们的研究成果于2025年1月30日以《具有组合时间逻辑和幅度复用的超导纳米线双光子空间符合计数器》为题，发表在《自然-光子学》（Nature Photonics）上。
光量子计算依赖于光子的纠缠和多样的输出模式，这就需要在末端集成大规模的多光子探测器阵列。随着光子纠缠维度的提高，能够分辨更多空间态的符合探测单元变得尤为重要。然而，当前独立探测器的框架面临着诸多挑战，尤其是在信号混叠和处理复杂度方面。
针对这些挑战，尤立星与李浩团队提出了一种新型的超导纳米线组合延时逻辑方法。这一方法突破了延迟线上单光子和多光子事件信号混叠的限制，实现了在16通道结构中对所有152种单光子和双光子事件的完备解析。这一创新不仅提升了探测的准确性和效率，还极大地降低了超导低温环境下的热负载限制，增强了系统的可扩展性。
该计数器的另一个重要特性是其多光子自符合的能力。这意味着在进行符合探测时，无需复杂的符合处理电路，从而简化了系统的设计和实现。这一特性对于光量子计算的应用尤为重要，因为它能够有效提升计算的复杂度和效率。
这一研究成果为光量子计算的多空间态符合探测提供了强有力的技术支持，预示着在量子计算和量子通信等领域的广阔前景。随着光量子技术的不断进步，未来或将实现更高效的量子计算机，推动信息技术的革命。总之，尤立星与李浩团队的研究不仅在理论上具有重要意义，更在实际应用中展现出巨大的潜力，为光量子计算的未来发展奠定了坚实的基础。
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