如果把刷新(xīn)光量子信息技术世界纪录的量子计算原型机“九章三号”打开，会看到近10个圆柱形“小(xiǎo)冰箱”，每个“小(xiǎo)冰箱”里精心排布着10多(duō)个比指甲盖儿略大、带着光纤“小(xiǎo)辫子”的金属模块。

“这些模块名為(wèi)超导单光子探测器，是‘九章三号’中捕捉并识别单个光子的‘眼睛’。”中國(guó)科(kē)學(xué)院上海微系统与信息技术研究所研究员尤立星告诉记者，在上海诞生，到浙江封装，再到安徽应用(yòng)，每个单光子探测器都会经历一场長(cháng)三角协同创新(xīn)之旅。

对于光量子计算来说，“火眼金睛”非常重要。尤立星说，光量子计算是用(yòng)光子的不同量子态来表达运算中的“0”或“1”，要获得运算结果就要识别其中的每一个光子。一个10瓦的小(xiǎo)灯泡每秒(miǎo)钟释放的光子数以万亿亿计，一个光子的微弱程度可(kě)想而知，单光子探测器需要非常精准。

记者采访了解到，2020年，尤立星团队刷新(xīn)了光子探测效率的世界纪录，探测效率达到98%，可(kě)以简单理(lǐ)解為(wèi)100个光子一个一个传输过来，其中98个都能(néng)被精准探测。

科(kē)研追求的是极致，而应用(yòng)需要规模化普及。采访中，國(guó)家需求、应用(yòng)导向给记者留下了更深的印象。尤立星团队与中國(guó)科(kē)學(xué)技术大學(xué)潘建伟团队的合作始于10多(duō)年前，那时候尤立星和同事经常上海、合肥两地跑。

“单光子探测器对环境非常敏感，我们需要根据应用(yòng)环境做出调整。”尤立星说，“‘九章三号’需要100多(duō)个高效率单光子探测器，在实验室环境里实现一个高效率的单光子探测器不难，难的是做出一批，而且可(kě)以适用(yòng)于各种应用(yòng)环境。”

团队在一致性、适用(yòng)性和降低使用(yòng)门槛方面下了大功夫。例如，单光子探测器之所以要被集成在“小(xiǎo)冰箱”里，那是因為(wèi)其使用(yòng)的超导材料需要在接近绝对零度的环境下工作。团队选择了工作温度相对较高的一款超导材料，以此缩小(xiǎo)“冰箱”的尺寸，降低使用(yòng)门槛。

再如，為(wèi)了实现单光子探测器的批量化供货能(néng)力，团队在毗邻上海的浙江嘉善打造了一条封装集成生产線(xiàn)。单光子探测器在这里被装进“小(xiǎo)冰箱”，然后再运往安徽合肥。

在中國(guó)科(kē)學(xué)院上海微系统与信息技术研究所的实验室里，记者看到了10余种研制中的单光子探测器。“上海有(yǒu)非常强的科(kē)技实力，嘉善有(yǒu)制造的成本优势，合肥在持续探索量子科(kē)技前沿。”尤立星表示，長(cháng)三角协同创新(xīn)持续助力量子科(kē)技攀登科(kē)技高峰，团队将继续围绕应用(yòng)需求推动单光子探测技术演进。（记者董雪(xuě)、屈彦）