Performance of superconducting nanowire single-photon detector with the fan coupling antenna array

The performance of superconducting nanowire single-photon detector （SNSPD） involving niobium nitride with the fan coupling antenna array is analyzed. The SNSPD has a high detection efficiency and counting rate. Hydrogen silsesquioxane and niobium nitride are filled in the gold grating deposited on the substrate in which the fan coupling antenna arrays are embedded. By changing the position of the fan coupling antenna array, the maximum area of optical intensity is obtained and the photon collection efficiency is increased by 26.5 times. The detection efficiency of SNSPD is improved without changing the detection speed. These parameters are important for designing a practical single-photon detector,     

空间目标单光子探测建模及实验验证

为了对空间单光子探测系统的科学设计和性能评估提供有效的指导, 我们针对空间目标单光子探测系统进行仿真建模, 分析并推导了激光回波功率和回波光子数公式, 利用所建立的模型对探测系统进行仿真,得到激光回波光子数模型仿真值; 通过具体的地面模拟实验对应用在空间目标探测中的单光子探测器（SPAD）进行定标后,得到定标性能曲线,再通过具体的室内目标探测实验得到激光回波光子数实验值。两者进行对比,结果表明,实验验证所建模型有效且可行。     

自由空间量子通信实验研究与进展

量子通信的安全性是基于Heisenberg测不准原理、单光子不可分割性和量子不可克隆定理，它遵从物理规律，是绝对安全的.近年来量子通信技术的迅速发展加快了量子通信的实用化进程.文中综述自由空间量子通信实验研究进展，简要介绍几种量子编码协议、不同类型单光子源的量子通信实验，说明全球量子通信的实现可能存在的问题与技术挑战，展望了自由空间量子通信的未来.     

天基单光子激光雷达危险空间碎片探测仿真

危险空间碎片的探测与监控一直是空间碎片探测的重点与难点,现有的技术还不能实现对危险空间碎片的有效监测与定轨。针对危险空间碎片的探测,研究了一种主动式天基激光雷达探测方式。该方式采用了天基的单光子探测技术,以期实现对几百公里量级的危险空间碎片进行探测。首先简要分析了点目标激光雷达方程,建立了空间环境的背景光噪声模型,探讨了单光子激光雷达的探测概率与虚警率,对激光的回波信号与探测精度进行了理论分析与仿真,最后分析了不同目标的探测能量需求。由理论分析与仿真结果来看,对500 km处的尺寸为10 cm的目标可以实现精度为0.2 m的有效探测。     

量子光源综述

量子密码通信是最近二十多年发展起来的一种新型通信技术,它利用量子特性来实现或增强通信的安全性。量子保密通信系统基于光量子信号的传输特性,因此如何获得稳定可靠的量子光源就成为实现量子保密通信的主要问题。文中介绍了量子通信中已有的几种光源(单光子光源、连续变量光源、纠缠态光源)的原理和相关实验,最后介绍了量子光源的应用,并对其前景进行了展望。     

基于时间分辨方法的LicT蛋白荧光动力学特性

使用时间分辨荧光方法,结合紫外吸收光谱和稳态荧光光谱技术,测量了LicT蛋白中色氨酸残基的荧光动力学特性,进而对LicT蛋白质激活前后的局部微环境和结构变化进行了研究。LicT蛋白质的激活态使得有关糖类利用的基因转录过程继续进行,促进机体新陈代谢。通过色氨酸残基的荧光发射和寿命的差异判断出激活型蛋白AC 141和野生型蛋白Q 22不同的结构性质和微环境差异。在此基础上,通过衰减相关光谱(DAS)和时间分辨发射光谱(TRES)阐释了两种蛋白色氨酸残基和溶剂的相互作用,说明了激活型AC 141的比野生型Q 22的结构更加紧密。此外,TRES还说明了蛋白中的色氨酸残基存在连续光谱弛豫过程。各向异性结果则对残基和整个蛋白的构象运动进行了阐述,说明了色氨酸残基在蛋白质体系内有独立的局部运动,且在激活型蛋白中该运动更加强烈。     

单光子流的实验室模拟与标定

本报道了利用偏振片衰光获得PMT光子计数系统测试用单光子流的方法，以及利用插值定标的数据处理方法对其强度标定的实验结果．和通常采用的滤波片衰光方法相比，该方法不仅简单方便，而且能实现连续衰光并且不改变原入射光的光谱成份．由于能有效地抑制杂散光的影响，结果具有较高的精度．利用该方法测量了PMT光子计数系统输入输出间的非线性关系，结果和理论估计符合甚好．     

有机分子单光子和双光子吸收的电荷转移过程

利用从头计算方法,在杂化密度泛函理论的水平上计算了有机硼化物和有机氮化物在单光子吸收和双光子吸收过程中的电荷转移行为.计算结果表明,有机硼化物和有机氮化物具有不同的电荷转移过程.进一步研究表明,分子的单光子吸收和双光子吸收性质与分子内的电荷转移有密切关系.     

基于实时优化单光子干涉可视度的相位编码量子密钥分发

在相位编码量子密钥分发系统中,单光子干涉可视度决定了系统的成码率。本文提出一种优化单光子干涉可视度的方法,即利用遗传算法和四通道偏振控制器实时补偿单光子偏振漂移,同时利用时分复用参考光连续无复位地补偿单光子相位漂移,最终在25km光纤中实时优化的单光子干涉可视度达到98.6%,相位编码量子密钥分发系统成码率为2.2kbit/s。     

2015年度“中国科学十大进展”揭晓

2016年2月25日,由科学技术部基础研究管理中心主办,《中国基础科学》、《科技导报》、《中国科学院院刊》、《中国科学基金》、《科学通报》协办的2015年度"中国科学十大进展"揭晓评选结果:1)实现单光子多自由度量子隐形传态;2)理论预言并实验验证外尔半金属的存在;3)揭示埃博拉病毒演化及遗传多样性特征;4)实现对反物质间相互作用力的测量;5)探测到宇宙早期最亮中心黑洞质量最大的类星体;6)发现东亚最早的现代人化石;