对热噪声不敏感的宽带单微波光子探测器
量子物理
2026-01-26 v1
摘要
热噪声是制约各类探测器探测灵敏度的物理障碍之一。事实上,正如我们在近期一篇论文(PRB 111, 024501 (2025))中所指出的,即使物理参数已经优化,在平衡态下运行的常规约瑟夫森阈值探测器(JTD)仅能逼近(但无法达到)其能量量子极限以实现微弱微波信号的探测。在本文中,我们通过数值方法进一步证明:若偏置电流的扫描速率足够高,则电流偏置约瑟夫森结(CBJJ)的相位动力学可对始终存在的热噪声不敏感。因此,JTD 可被替代性地运行于非平衡态。基于统计二值检测准则,我们展示了如何利用这种非平衡 JTD(NEJTD)实现微弱微波信号的探测,从而达到其能量量子极限水平。本文还讨论了所提出的 NEJTD 作为宽带单微波光子探测器时的动态范围与光子数可分辨性。
引用
@article{arxiv.2510.21085,
title = {A broadband single microwave-photon detector insensitive to the thermal noise},
author = {Y. Q. Chai and M. Y. Wang and S. N. Wang and P. H. Ouyang and L. F. Wei},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.21085},
year = {2026}
}