Excellence Line　研究用カスタマイズ型 超伝導ナノワイヤ単一光子検出器（SNSPD）

Excellence Line　研究用カスタマイズ型SNSPDシステム

Single QuantumのExcellence Lineは、Single Quantumの超伝導ナノワイヤ単一光子検出器（SNSPD）システムのうち、最高性能を求める研究者向けのラインです。波長範囲500 nm～3 µmで、ご使用の波長に合わせてピーク性能を最適化します。システム検出効率は ≥ 80%～≥ 90%、タイミングジッタは15～20 psです。チャンネルごとに異なる検出器を割り当て、それぞれ個別に設定することもできます。量子情報技術、量子通信・量子暗号、赤外時間分解分光、レーザー測距、リモートセンシングなどの用途に対応します。

Single Quantum Eos　マルチチャンネルSNSPDシステム

8チャンネルまたは24チャンネルのクローズドサイクルクライオスタット、専用の電子ドライバ、ヘリウムコンプレッサーで構成される、総合的な測定ソリューションです。

• 8／24チャンネルのクローズドサイクルクライオスタット
• 専用電子ドライバ
• ヘリウムコンプレッサー（Attocube IGLU、Sumitomo F-20L、Sumitomo CNA-11から選択）
• メンテナンス周期：コールドヘッドは運転10,000～15,000時間ごと、コンプレッサーは30,000時間ごと

Single Quantum Eos R12　コンパクトなラックマウント型SNSPDシステム

コンパクトなラックマウント型SNSPDシステムです。ドライバとコンプレッサーを含むシステム全体を11Uに収められるため、量子通信・量子暗号などの産業用途にも適しています。

• 最大12検出チャンネル
• 外形寸法：130 mm × 610 mm × 438 mm（H × D × W）
• 19インチラックマウント、高さ3U

Eos R12 真空ポンプ内蔵モデル

Eos R12に真空ポンプを内蔵したアップグレードモデルです。性能を保ったまま、産業グレードのコンパクトな設計で50%以上の省スペース化を実現しています。

• 真空ポンプ内蔵、全自動クールダウン
• リモートでのシステム制御
• Eos R12、ドライバ、真空ポンプを合わせてわずか5U
• Retinaドライバエレクトロニクスと真空ポンプを搭載
• 厳しい環境での使用を想定した設計で、量子通信に最適

Single Quantum Eos R48　ラックマウント型マルチチャンネルSNSPDシステム

ラックマウント型のマルチチャンネルSNSPDシステムです。拡張性、効率、性能を5Uにまとめており、大規模な単一光子検出に適しています。

• 最大48検出チャンネル
• 19インチラックマウント、高さ5U

カスタマイズオプション

• マルチモードファイバー結合検出器
• ゲーティングオプション
• 超広帯域検出器
• ラッチングフリー
• 可視・中赤外（MIR）検出器
• 光子数識別（PNR：Photon Number Resolving）
• TTLコンバーター
• Pulse 1200（ジッタースタビライザー）
• 顕微鏡ソリューション
• Eos R12への真空ポンプ内蔵

応用例

• 量子鍵配送（QKD：Quantum Key Distribution）：暗号鍵を生成・共有する量子暗号技術で、単一光子検出がその鍵となる技術です。
• 宇宙QKD（Space QKD）：衛星と地上局のあいだで単一光子を送受信します。光地上局では、SNSPDの極めて低いダークカウントと低いタイミングジッタが欠かせません。
• 量子情報（Quantum Information）：高い検出効率と高い光子レートへの対応力によって、量子状態を正確に測定します。
• 深宇宙光通信（Deep Space Optical Communication）：超遠距離でのレーザー通信です。ESAとNASAのPsycheミッションで実証されました。高感度・低ノイズのSNSPDが確実な受信を支えます。
• 光量子コンピューティング（Photonic Quantum Computing）：光子数識別（PNR）SNSPDによる光子状態の測定が、誤り訂正や複雑な量子アルゴリズムを支えます。
• LiDAR・大気計測（LIDAR and Atmospheric Measurements）：高感度で回復の速いSNSPDが、微弱な反射光の検出と長距離計測を可能にします。

関連論文（Scientific Publications）

※すべて英文で、外部サイトへのリンクです。

量子通信（Quantum Communication）

• エンタングルメントベース量子通信におけるInGaAs SPADとSNSPDの比較分析
  A comparative analysis of InGaAs SPADs and SNSPDs in entanglement-based Quantum communications（IEEE Xplore, 2024）
• 国境を越える248 km光ファイバーリンクでの連続的なエンタングルメント配信
  Continuous entanglement distribution over a transnational 248 km fiber link（Nature Communications, 2022）
• 2準位原子の逐次励起による光子数エンタングルメントの生成
  Photon-number entanglement generated by sequential excitation of a two-level atom（Nature Photonics, 2022）
• デュアルバンド安定化による600 km中継器型量子通信
  600-km repeater-like quantum communications with dual-band stabilization（Nature Photonics, 2021）
• 2.1 µm帯における2光子量子干渉とエンタングルメント
  Two-photon quantum interference and entanglement at 2.1 μm（Science Advances, 2020）

量子光学・フォトニクス研究（Quantum Optics and Photonics research）

• 単一人工原子からの光子束縛状態のダイナミクス
  Photon bound state dynamics from a single artificial atom（Nature Physics, 2023）
• 半導体スピンと識別不能な光子との高レートエンタングルメント
  High-rate entanglement between a semiconductor spin and indistinguishable photons（Nature Photonics, 2023）
• 単一光子検出器による単一サイクルTHz電場の電気光学サンプリング
  Electro-Optical Sampling of Single-Cycle THz Fields with Single-Photon Detectors（MDPI, 2022）
• 六方晶GeおよびSiGe合金からの直接遷移型発光
  Direct-bandgap emission from hexagonal Ge and SiGe alloys（Nature, 2020）
• 光マイクロキャビティと強結合したゲート制御量子ドット
  A gated quantum dot strongly coupled to an optical microcavity（Nature, 2019）

イメージング・顕微鏡・分光（Imaging, Microscopy and Spectroscopy）

• 超伝導ナノワイヤ単一光子検出器アレイを用いたマウス脳深部の2光子近赤外蛍光イメージング
  Deep Mouse Brain Two-Photon Near-Infrared Fluorescence Imaging Using a Superconducting Nanowire Single-Photon Detector Array（ACS Publications, 2024）
• TRPLマッピングのための共焦点顕微鏡への超伝導ナノワイヤ検出器の組み込み：感度と時間分解能
  Integration of a superconducting nanowire detector into a confocal microscope for TRPL-mapping: Sensitivity and time resolution（AIP Publishing, 2023）
• 超伝導ナノワイヤ検出器を用いた組織内ヌルディスタンス時間領域拡散光分光法
  Interstitial null-distance time-domain diffuse optical spectroscopy using a superconducting nanowire detector（PubMed, 2023）
• 単一光子超伝導ナノワイヤ検出器による深部共焦点蛍光顕微鏡法
  Deep confocal fluorescence microscopy with single-photon superconducting nanowire detector（SPIE Digital Library, 2023）
• 超伝導ナノワイヤ単一光子検出器を用いた波長1,700 nm超の生体非侵襲共焦点蛍光イメージング
  In vivo non-invasive confocal fluorescence imaging beyond 1,700 nm using superconducting nanowire single-photon detectors（Nature Nanotechnology, 2022）

超伝導単一光子検出器（Superconducting Single Photon Detectors）

• 850～950 nm波長域向け高性能光子数識別検出器
  High-performance photon number resolving detectors for 850–950 nm wavelength range（APL Photonics, 2024）
• 量子フォトニクスとライフサイエンス向けの超高システム検出効率 超伝導ナノワイヤ単一光子検出器
  Ultra-high system detection efficiency superconducting nanowire single-photon detectors for quantum photonics and life sciences（Optica CLEO, 2022）
• ギフォード・マクマホン（GM）冷凍機で動作する高時間分解能NbTiN超伝導ナノワイヤによる高効率な中赤外単一光子検出
  Efficient mid-infrared single-photon detection using superconducting NbTiN nanowires with high time resolution in a Gifford-McMahon cryocooler（Photonics Research, 2022）
• システム検出効率99.5%と高時間分解能による通信波長帯の単一光子検出
  Detecting telecom single photons with 99.5% system detection efficiency and high time resolution（APL Photonics, 2021）
• 高検出効率・高時間分解能のマルチモードファイバー結合 超伝導ナノワイヤ単一光子検出器
  Multimode-fiber-coupled superconducting nanowire single-photon detectors with high detection efficiency and time resolution（Applied Optics, 2019）

動画（Videos）

Eos R12 – コンパクトなSNSPDシステム（Eos R12 – Compact SNSPDs system）

スタック可能なSingle Quantumのコンパクトなソリューションを紹介する動画です。最大12個のSNSPDを搭載できるクローズドサイクルクライオスタット、電子ドライバ、ヘリウムコンプレッサーのすべてを、高さ11Uに収めています。

※動画：Single Quantum公式YouTubeチャンネル（2024年5月公開、英語）