董文庆 李 奥 许哲真 葛金宏 张 超 高金林

(中船重工鹏力(南京)超低温技术有限公司 南京 211106)

量子通信用超导单光子探测低温系统的研制

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针对量子通信用超导单光子探测低温系统的要求，研制了小冷量极低温GM制冷机和风冷压缩机，研制成功的GM制冷机无负载最低制冷温度可达2.12 K，并以此搭建了用于超导单光子探测的低温系统。测试了使用不同种类、不同直径同轴电缆线时样品台的最低温度和使用不同材料热沉时样品台的温度波动。实验结果表明，使用0.86 mm直径的黄铜同轴电缆线，样品台的最低温度为2.17 K，仅比无负载最低制冷温度高了0.05 K；使用不锈钢作为抑制温度波动的热沉材料可以在不影响温度和降温时间的情况下获得理想的效果。

超导单光子探测 极低温 GM制冷机

1 引 言

量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式，由于其具有保密性高、快速和传输距离远等特点，在军事、国防通信上有着特殊重要的意义[1]。低温超导单光子探测系统是量子通信的重要组成部分。而在低温超导单光子探测系统中，低温系统发挥着至关重要的作用，低温系统为超导单光子探测器提供必需的低于2.5 K的超低温环境，温度越低，探测器的效率和其它参数越佳[2-4]。

目前，国际上多用过冷液氦或氦3制冷机为超导单光子探测系统提供冷源。……