单光子探测器及量子密钥分配

量子密钥分配中的一项关键技术就是在其通信窗口实现单光子探测。单光子探测器的性能决定着量子密钥分配系统的性能。综述了单光子探测器的研究进展，讨论了量子密钥生成速率的安全判据及特点，分析了量子密钥分配的主要实验进展。高性能的单光子探测器的研制，单光子探测技术价格，以及量子密钥分配方案的改进，极大地提高了量子密钥分配的速率和距离。

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单光子计数器——光子计数方法

具有的优点如下：

1.信噪比和测量精度高。在极弱辐射测量时，比电荷积分法高5~10倍，可以区分信号强度的微小差别。

2.可以探测极低的辐射通量。

3.动态范围宽，可达1000000。

4.可以方便地用二次测量之差方法扣除本底计数。

5.好。在直流测量方法中，小电流放大器的零点漂移、管子增益及暗电流漂移等均难解决，而在光子计数测量系统中，放大倍数变化对于计数影响不大，所以有很好的事件稳定性。

6.消除了漏电流的影响。

7.便于数据处理。测量结果是脉冲数目，可以不经过模拟数字变换，直接输出到计算机进行分析处理或数显。

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什么是单光子探测仪

单光子探测器（SPD）是一种超低噪声器件，增强的灵敏度使其能够探测到光的能量量子——光子。单光子探测器可以对单个光子进行探测和计数，在许多可获得的信号强度仅为几个光子能量级的新兴应用中，单光子探测器可以一展身手。利用类似于人眼杆状细胞的光探测机理，美国西北大学和伊利诺斯州大学的研究小组已经开发出了红外单光子聚焦载流子增强传感器（FOCUS）。该装置有望在生物光子学、***影像、非***性材料检查、国土安全与监视、军事视觉与导航、量子成像以及加密系统等方面取得广泛应用。

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