超导纳米线单光子相机

单光子级传感内计算

一种基于超导纳米线阵列的图像传感器,将光子计数与计算融合于同一器件,在单光子水平实现视觉感知。

Guan, Yanqiu · Li, Haochen · 张毅 · Yuchen, Qiu · 张蜡宝 · 季向阳 · 王昊 · 陈棋 · 马亮 · Wang, Xiaohan · 涂学凑 · 赵清源 · 贾小氢 · Jian, Chen · Kang, Lin · 吴培亨

Nature Communications 2025

参数信息

量子效率
100 %
分类准确率
92.22 %
单模式光子预算
0.12 photons per pixel per pattern

技术优势

全波段饱和探测

在405-1550 nm范围内量子效率达到100%,意味着每个入射光子都能被有效利用,无探测死区。

极低光子预算可用

仅需每像素每模式0.12个光子即可实现92.22%的字母识别准确率,意味着在近乎无光的环境下仍能完成分类任务。

片上实时预处理

传感器内部即可完成图像预处理和光谱分类,无需将原始光子计数数据搬运到外部处理器,降低系统延迟与功耗。

应用场景