2026/04/07
圖文引用自：www.techritual.com
瑞士洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 的科學家們最近研製出一款微型探測器，能夠感應微波光子，其強度約為光學光子的 1/10,000。這項研究不僅推進了量子技術的發展，還與其他歐洲機構合作，包括巴塞爾大學、隆德大學和蘇黎世聯邦理工學院。單一光子的檢測非常困難，但隨著科學家深入量子領域，即使是微波光子也能發揮重要作用。日常設備如 Wi-Fi 或雷達會發射微波光子，如果未能檢測到，可能會干擾量子實驗，因此科學家需要可靠的微波光子探測器。
目前，用於檢測光子的技術並不適用於微波光子。光子檢測裝置通常將進入的光轉換為可測量的電信號，但微波光子的強度較弱，頻率在 0.3 至 30 GHz 範圍內，無法引發探測器的電信號反應，因此需要不同的設置來進行檢測。
為了解決這個問題，EPFL 及其他歐洲機構的研究人員合作研製了一款微型探測器，該探測器結合了半導體結構與超導微波腔，形成一個共振電路，能夠捕捉並測量微波光子。該探測器的核心是雙量子點，由兩個微小的半導體島組成，每個島可以容納一個電子。這些島嵌入在氮化鎵/鋁氮化鎵 (GaAs/AlGaAs) 的異質結構中，這種結構內部存在二維電子氣，能夠精確控制電子。
這些島嶼中的一個閘與使用約瑟夫森接點建造的超導腔相連，允許量子電流流動，並完成一個微波電路。該腔能夠吸收並儲存頻率在 3 至 5.2 GHz 之間的微波光子。
當微波光子進入腔內，其能量與量子雙點的分裂相匹配時，它會被電子吸收，從而使系統激發，導致電子移向量子點並隨後隧穿到附近的儲存器中。這會產生一個微弱的電流，可以被測量，從而檢測到微波光子。…
