瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究团队近日在《科学进展》杂志上公布了一项创新成果：一种能够连续探测单个微波光子的微型探测器。该设备由半导体双量子点与超导微波腔结合而成，有望在量子微波光学、量子传感和量子信息处理领域开辟新的应用前景。

微波光子是电磁辐射的基本单元，广泛应用于Wi-Fi和雷达等技术，但其能量远低于可见光，探测难度极大。现有量子技术依赖可靠的单光子探测，而微波频率下的传统方法因光子能量不足而失效。EPFL团队开发的微波光子探测器通过将入射光子转换为可测量的电流，解决了这一挑战。

该探测器的核心包括双量子点和超导微波腔。双量子点由两个微小的半导体材料岛组成，每个岛可容纳一个电子，基于砷化镓/铝砷化镓异质结构实现精确电子控制。超导腔由约瑟夫森结阵列构建，在3至5.2千兆赫频率范围内存储微波光子，并与量子点强烈相互作用，将光子吸收事件转化为直流电流信号。

当微波光子进入腔体且能量匹配时，双量子点中的电子吸收光子并移动，产生微小电流，使研究人员能够检测到单个光子。性能测试显示，该设备在不同调谐下可探测55%至67.7%的入射光子，最佳效率接近70%，实现了基于半导体的微波光子探测的重要突破。

该微波光子探测器具有连续运行能力，吸收光子后可在几纳秒内自行重置，性能与先进探测器相当。由于其半导体结构，它易于与自旋量子位集成在同一芯片上，为连接微波光子学与量子计算提供了可能。团队负责人Pasquale Scarlino表示：“这项研究不仅为微波光电探测器设定了新标准，还为量子技术平台的发展带来了新视角。”

出版详情：作者：by Ecole Polytechnique Federale de Lausanne；标题：《A tiny detector for microwave photons could advance quantum tech》；发表于：《Science Advances》(2026)；杂志信息: Science Advances