最近，科学家们利用基于光子探测器的方法在量子光学领域取得了一项重大突破。来自德国帕德博恩大学的科学家们使用了一种新方法来确定光学(即基于光的)量子态的特性，这为改进量子计算铺平了道路。

他们首次使用了单光子探测器(可检测单个光子的设备)进行所谓的零差探测。由于具有表征光量子态的能力，使得这种方法成为了一种重要的量子信息处理工具。此外，精确了解光量子态的特征对于利用好量子计算机也非常重要。他们的研究成果现已发表在最近的专业期刊《量子光学》上。

来自帕德博恩大学物理系介观量子光学工作组的Timon Schapeler解释说：“零差探测是量子光学中经常用来研究光量子态波状性质的方法。”他与Maximilian Protte博士一起利用这种方法研究了光量子态的连续变量。这涉及光波的可变特性。这些特性可以是振幅或相位，它对于有针对性地操纵光是非常重要的。

这两位物理学家首次使用超导纳米线单光子探测器进行了测量，这是目前最快的光子计数设备。他们利用特殊的实验装置证明，带有超导单光子探测器的零差探测对输入的光子通量具有线性响应。换言之，这意味着测量信号与输入信号成正比。

Schapeler表示：“原则上，超导单光子探测器的集成在连续变量领域带来了许多优势，尤其是在本征相位稳定性上。这些系统在芯片上的检测效率也几乎达到了100%。这意味着在检测过程中不会丢失任何粒子。我们的研究成果有望开发出高效的、具有单光子探测敏感度的高效零差探测器。”(编译:Tmac)