光子数分解能を有するSNSPD検出器アレイ用SFQ増幅回路の設計

Design of SFQ Amplified Circuit for Photon-Number-Resolving SNSPD Array


大田 一喜, 成瀬 雅人, 田井野 徹 (埼玉大); 陳 健, 呉 培亨 (南京大); 明連 広昭 (埼玉大)


Abstract:超伝導単一光子検出器(Superconducting Nanowire Single-Photon Detector:SNSPD)は、従来の単一光子検出器より高速応答、低暗計数率などの点で優れ、光ファイバー通信に用いられる波長に感度があるため、量子情報通信分野での応用が期待されていている。これを並列接続して光子数検出器として用いる場合、多数の信号読み出し線による極低温下への熱流入が避けられないほか、半導体増幅器のジッタのために光子の到達時間の同時性の確認に問題を抱えている。そこで単一磁束量子(Single Flux Quantum:SFQ)論理を用いて、処理速度500MHzにおいて同時に1〜6個までのSNSPD信号を増幅処理できる読み出し回路を設計し、シミュレーションにより動作を確認した。