湖北日报全媒记者 马文俊 通讯员 刘雨佳

今年初，一部《流浪地球2》点燃春节档，电影中的量子计算机MOSS令人印象深刻，而为其“塑形”的量子技术近年同样发展迅猛，量子加密、量子计算、量子传感三大应用领域成果迭出。

4月17日，武汉光谷量子技术有限公司的无尘生产车间内，经光刻、镀膜、测试、封装后，一支支InGaAs/InP单光子雪崩二极管（SPAD）正走下产线。未来，它们将为终端设备打开量子世界的大门。

黑暗中也能“看见”

作为一种超高灵敏度的光电探测器件，InGaAs/InP单光子雪崩二极管（SPAD）正成为业内探索量子领域应用的“明眸慧眼”，并使针对光子的“精确捕捉”成为可能。

“别小看这块还没指甲盖大的器件，它可以对单个光子进行计数，提升探测设备的灵敏度和稳定性。”光谷量子相关负责人介绍，这件“光子捕手”不仅能提升量子加密、量子计算的质量，还能增强激光雷达、测距系统、三维成像等设备的能力，市场前景广阔——

在光纤量子密钥分发的光纤传输中，发射端极微弱的光信号会随着传输距离而衰减，但加装了单光子雪崩二极管的设备，能获取最低不到1个光子能量级的信号，大幅提升光纤传感灵敏度密钥成码率和信号传输长度，减少节点设备的数量和信息泄露的风险；

融合SPAD器件的激光雷达，符合下一代高速长距离自动驾驶激光雷达的要求，能显著提升其探测的速率和灵敏度，并有望助推无人驾驶车辆能达到最高等级的自动驾驶水平；

有了单光子雪崩二极管型图像传感器的加持，手机和相机即便在无光的夜晚，也可以拍摄高分辨率的彩色照片，极具引领下一代图像传感器产业风向的潜力，佳能、索尼等业内巨头近年已率先布局；

……

“截至目前，我们的产能已跨过1000万支/年的大关。而在不远的将来，这一数字将增加3倍。”该负责人透露，光谷量子计划新建多条智能化生产线，并与在汉高校、机构、企业开展合作，布局量子计算、量子传感等前沿领域，为发展贡献“光谷力量”。

“拳头产品”赶超国外竞品

作为传递电磁相互作用的基本粒子，光子无处不在，却又像谜一般难以测量。而历经六十余年发展，高性能单光子计数器领域，日本和欧美巨头公司早已筑起极高的“技术护城河”。

“从看不见到看得见”“从看不清到看得准”……为了追上这“一粒光”，光谷量子付出了整整3年时间。

“由于光子的质量、电荷、能量和通过光电效应转换得到的电荷的能量都十分微弱，对于产品的微纳加工要精益求精。”该负责人介绍，2019年起，光谷量子在光谷激光科技园内从零开始，在3年中逐步搭建起高水平光电子产品生产线，其精度、湿度、洁净度、防震要求比最为严苛的芯片生产线还要高。

同时，光谷量子持续每年将约40%的营收投入研发和工艺优化，耐心培养出一批拥有“匠心巧手”的资深工程师，不断优化器件加工环节，打磨生产效率。

2021年，光谷量子正式推出第一代单光子雪崩二极管，性能上实现巨大跨越，与国际竞品同步。2022年，该公司推出的第二代单光子探测器，在室温应用领域取得更大突破。

“零下40摄氏度曾是国内外InGaAs/InP单光子雪崩二极管成熟产品的理想工作温度，而光谷量子的新设备器件直接将这一门槛提升至0摄氏度。”提起“拳头产品”，该负责人不无自豪。

优化升级后的第二代产品，不仅能大幅减低能耗，减少降温设备的投入，令业界看到将量子设备整机体积由“机箱”降至手机大小的希望，还能为单光子计数“降噪”，增强其探测能力。

据悉，该产品的综合性能已赶超国外竞品，研发生产水平已达国内前列，多家相关领域的头部企业都将其列入采购计划。