本报讯 近日，清华大学交叉信息研究院段路明研究组在单光子三极管的研究工作中取得重要进展，首次在实验中利用超导量子电路实现了微波单光子三极管，并实现了高达53.4分贝的增益和超过20分贝的开关比，相比之前的器件提高了几个量级。
　　在此项工作中，研究人员利用超导量子电路实现了极高增益和开关比的微波单光子三极管。在实验中，研究人员用微弱的相干态微波信号模拟单光子态用作栅极的控制信号，发现单个光子的确能够有效地控制三极管的开启和关断，实现对源极微波信号的开关操作。由于源极微波光子数可以很高，相当于实现了对栅极单光子信号的有效放大。研究人员发现，该三极管可以在一个很大的源极信号强度范围内正常工作，相当于实现了一个增益极高的单光子放大过程。该工作为基于微波光子的量子网络和量子信息处理技术奠定了重要的基础。
　　该研究成果近日以“一种超高增益的微波单光子三极管”为题，在线发表在《自然·通讯》（Nature Communications）期刊上。论文通讯作者为清华大学交叉信息研究院教授段路明和副研究员张宏毅，2017级博士王志凌、2018级博士生鲍增晖和2020级博士生李严为文章的共同第一作者。
　　（交叉信息研究院）