Китай сделал серьёзный шаг к практическому внедрению квантовых технологий. В стране запущено серийное производство однофотонных детекторов нового поколения — устройств, способных улавливать и анализировать отдельные фотоны. Эти компактные приборы могут стать основой для создания высокоточных метеорологических датчиков, защищённых каналов связи и радаров, способных фиксировать даже малозаметные объекты.

Прорыв в квантовой инженерии

Разработка принадлежит Quantum Information Engineering Technology Research Centre in Anhui. Исследователи представили первый в мире промышленный четырёхканальный однофотонный детектор со сверхнизким уровнем шумов.

Главная особенность прибора — способность фиксировать квант света, то есть единичный фотон, и измерять его параметры с предельной точностью. Для наглядности — это сопоставимо с тем, как уловить падение песчинки во время грома. Именно такие возможности делают возможными квантовую связь и квантовые радары.

Преимущества квантовой технологии

Однофотонные детекторы опираются на базовые принципы Квантовая механика, включая невозможность копирования квантовых состояний. Это означает, что данные, передаваемые или принимаемые через квантовый канал, невозможно подделать. Любая попытка вмешательства мгновенно обнаруживается.

Подобная защита особенно важна для:

• квантовых радаров, способных определять положение стелс-объектов без риска фальсификации сигнала;

• защищённых линий связи, устойчивых к радиопомехам;

• научных исследований, где требуется точная информация о химическом и физическом составе объектов.

Технические особенности новинки

Китайские учёные впервые продемонстрировали возможности квантового радара в 2016 году, обеспечив однофотонное обнаружение целей на дистанции свыше 100 км. Новая версия детектора получила четыре независимых канала приёма. Это позволяет:

• работать с несколькими источниками одновременно;

• использовать разные длины волн с помощью фильтров;

• повышать точность и скорость измерений.

Ранее на рынке присутствовали только одноканальные промышленные детекторы, что ограничивало масштабирование систем. Новый прибор — компактнее прежних аналогов примерно в десять раз и отличается повышенной чувствительностью.

Отдельного упоминания заслуживает миниатюрная криогенная установка для охлаждения чувствительных узлов. Устройство «размером с кулак» обеспечивает рабочую температуру –120 °C, что существенно снижает уровень шумов и повышает стабильность измерений.

Применение и перспективы

Серийные детекторы уже используются рядом ведущих научных организаций Китая. Разработчики уверены, что технология станет ключевым элементом следующего этапа развития квантовой связи и высокоточных измерительных систем.

Потенциальные области применения включают:

• квантовые коммуникационные сети;

• лазерную и спутниковую связь;

• астрономические и космические измерения;

• биофлуоресцентную визуализацию;

• однофотонную съёмку микроструктур.

Таким образом, Китай не просто создал экспериментальную установку, а вывел технологию на промышленный уровень. Это важный шаг к появлению нового поколения квантовых систем, способных изменить представления о безопасности связи, точности измерений и возможностях наблюдения за окружающим миром.