20世纪60年代，科学家和工程师们首次将晶体管微型化到廉价的微型芯片上，这是开启信息时代的关键时刻。近日，布里斯托大学（University of Bristol）的研究人员在硅芯片上集成了世界上最小的量子光探测器，从而在量子技术规模化方面取得了重要突破。学者们首次展示了在硅芯片上集成量子光探测器的技术，使我们离利用光的量子技术时代更近了一步。
大规模制造高性能电子器件和光子器件是实现下一代先进信息技术的基础。如何在现有的商业设施中制造量子技术，是世界各地的大学研究机构和公司正在开展的一项国际性工作。对于量子计算来说，能够大规模制造高性能量子硬件至关重要，因为即使是制造一台机器也需要大量元件。
为了实现这一目标，布里斯托大学的研究人员展示的这种在芯片上实现的量子光探测器，电路占地80微米乘220微米，小尺寸意味着量子光探测器的速度可以很快，这是开启高速量子通信和实现光量子计算机高速运行的关键。使用成熟的、商业上可获得的制造技术，有助于早日将其应用到传感和通信等其他技术中。
领导这项研究的量子工程技术实验室（QET Labs）主任Jonathan Matthews教授表示，这类探测器被称为同调探测器（homodyne detectors），在量子光学的应用中随处可见。它们在室温下工作，可以用于量子通信、灵敏度极高的传感器，还有一些量子计算机的设计将使用这些探测器。
量子工程技术实验室（QET Labs）成立于2015年，其使命是将量子科学发现带出实验室，并将其转化为造福社会的技术。这包括量子计算软件、量子通信、增强传感和成像的新途径，以及研究基础量子物理学的新平台。实验室汇集了价值超过3000万英镑的项目，由物理与电气电子工程学院的100多名学者、员工和学生组成。
2021年，布里斯托大学团队展示了如何将光子芯片与独立的电子芯片连接起来，从而提高量子光探测器的速度。现在，该团队利用单个电子-光子集成芯片，进一步将速度提高了10 倍，同时将占地面积减少了50倍。
量子光测量的关键是对量子噪声的灵敏度，量子力学在所有光学系统中都会产生微小而基本的噪声，这种噪声的行为揭示了系统中传播的量子光的类型，它可以决定光学传感器的灵敏度，并可用来在数学上重建量子态。
