基于均值导数投影从超导纳米线单光子探测器痕迹中提取光子数信息
量子物理
2026-03-18 v3 仪器与探测器
光学
摘要
超导纳米线单光子探测器 (SNSPD) 的光子数分辨检测日益受到关注，但缺乏系统化的框架来解释和评估这一能力。本文将主成分分析 (PCA) 与一种新型读出技术结合，探讨 SNSPD 的光子数分辨能力，发现光子数信息包含在单个主成分中，该主成分近似于平均响应痕迹的时间导数。我们引入一种基于巴哈特里亚系数的新置信度度量，用于量化探测器系统的光子数分辨能力，并表明该度量可用于比较不同系统。我们的分析和对主成分的解释表明，SNSPD 可在样本速率 (5 GSample/sec) 和模拟带宽 (3 GHz) 的适中硬件要求下实现光子数分辨，并可在 FPGA 中实现，为实时光子计数提供高度可扩展的解决方案。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.13475,
title = {Extracting Photon-Number Information from Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors Traces via Mean-Derivative Projection},
author = {I. S. Kuijf and F. B. Baalbergen and L. Seldenthuis and E. P. L. van Nieuwenburg and M. J. A. de Dood},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13475},
year = {2026}
}