利用陷阱集成雪崩光电二极管进行高保真离子态探测

集成技术极大提升了基于囚禁离子的实用量子信息处理和传感器件的前景。高速且高保真的离子态读出对于任何此类应用都至关重要。集成探测器为系统可移植性提供了显著优势，并且如果在每个离子囚禁位置都集成一个独立探测器，还可极大促进并行操作。在此，我们展示了利用直接集成在硅离子囚禁芯片衬底中的单光子雪崩二极管（SPAD）在室温下进行的离子量子态探测。我们通过 SPAD 荧光收集探测囚禁 $^{88}\text{Sr}^{+}$ 离子的态，在 450 $\mu$s 内实现了 $99.92(1)\%$ 的平均保真度，为将集成态探测应用于利用囚禁离子阵列的量子计算与传感打开了大门。