Команда из Шанхайского института микросистем и информационных технологий (SIMIT) объявила о создании прототипа 100‑канального детектора одиночных фотонов, который способен регистрировать отдельные фотоны и служит ключом к масштабируемым квантовым сетям. В испытаниях сети с участием пяти пользователей точность сохранения квантовой информации превысила 90%, что демонстрирует возможность расширения числа каналов без снижения качества передачи. Руководители проекта подчёркивают, что речь идёт о решении одной из критических технических задач квантовой связи — увеличение числа каналов детектора без перегрузки системы охлаждения.

Устройство основано на сверхпроводящих нанопроволочных детекторах одиночных фотонов (SNSPD), известных своей высокой точностью регистрации света, однако требующих крайне низких температур. До недавнего времени передачу сигналов к электронике на комнатной температуре осуществляли коаксиальные кабели, которые вместе с теплопередачей через металлические элементы внесли тепло внутрь криогенной камеры; рост числа каналов ограничивал практическое применение примерно до 32 независимых каналов.

Чтобы снизить тепловую нагрузку, исследователи переработали конструкцию и заменили кабели на тонкие гибкие многожильные микрополосковые линии с высокой плотностью проводников. По данным учёных, тепловая нагрузка на криогеническую систему оказалась в 21 раз меньше по сравнению с использованием обычных кабелей, что позволило увеличить число независимых каналов до 100 без заметного увеличения габаритов устройства.

Во время семидневного непрерывного тестирования температура криогенной камеры держалась ниже 2,1 К (примерно −271 °C). Эффективность регистрации фотонов достигала 80%, при этом отмечался очень низкий уровень ложных срабатываний. Непрерывный режим испытаний служил проверкой устойчивости многоканальной системы к рабочим нагрузкам и характерным режимам квантовых сетей, где критически важно сохранять квантовую информацию в слабых сигналах.

В сетевом эксперименте для проверки масштабируемости была создана система распределения квантовой запутанности между пятью участниками с десятью двунаправленными квантовыми каналами. Каждый участник получал фотоны через новые каналы детектора, а точность сохранения квантовой информации превысила 90%. Результаты опубликованы в журнале Laser & Photonics Reviews и представляют шаг к созданию масштабируемых квантовых сетей на базе оптоволокна.