14、单光子源的特性与实验研究

单光子源的特性与实验研究

1. 单光子源的重要性与要求

在量子信息处理领域，单光子源扮演着至关重要的角色。其行为由触发光探测器的方式所决定。直观上，单光子源需满足以下三个主要要求：
- 单光子产生 ：每次触发单光子源时，它必须且只能产生一个光子。当将其置于理想探测器前触发时，探测器应始终显示存在一个光子。
- 光子纯度 ：源应在离散的单一光学模式下产生单光子。若产生的单光子处于模式的非相干混合态（例如因光子与其他系统纠缠），则这些态所能实现的量子干涉会受到限制。不过，这对于量子密码应用而言可能并非严重问题。
- 可重复性 ：对于单光子量子计算、线性光学和光探测等应用，源应具有可重复性，即两个独立的源能产生相同的光子。

2. 部分光子数分辨探测器的重要特性

探测器类型	重复率 R (kHz)	暗计数率 D (Hz)	探测效率 η (%)	频率 λ (nm)	最大可探测光子数 Nmax	工作温度 T (K)
雪崩光电二极管级联 (apdc)	20	1.6 × 10⁸	33	1064	10