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低功耗CMOS读出电路设计-课题组硕士生祝成文献分享

2026年6月3日，课题组硕士生ZC进行了题为《低功耗CMOS读出电路设计》的文献分享。为满足金刚石色心量子探测器对高计数率、低功耗、高效率的需求，提出了一种新型的低温CMOS集成SSPD（超导单光子探测器）读出电路。核心创新: 引入“主动淬灭”机制。通过一个开关，在SSPD触发后并联一个可调电阻，以减小负载电阻，从而获得更高幅度的输出脉冲，降低后续放大器的增益和功耗，实现低功耗运行。性能分析: 通过仿真和实验，优化了负载电阻（Rl）、淬灭电阻（Riq）和放大器跨导（gm）等参数，以在保证低时间抖动的同时，实现低功耗和低暗计数。
基于相关光子的时间-频率联合测量-课题组博士生聂宇文献分享

2026年6月3日，课题组博士生NY进行了题为《基于相关光子的时间-频率联合测量》的文献分享。为解决传统脉冲激光荧光测量中光子能量损耗高、对弱光样品扰动大的问题，提出利用SPDC（自发参量下转换）产生的相关光子对进行测量。其中，一个光子作为激发源，另一个光子作为同步信号，可在弱光条件下实现时间与频率的联合测量。第一篇文献: 介绍了该方法在荧光寿命测量中的应用。通过傅里叶变换光谱仪（FTIR）获取荧光光谱信息，同时利用时间差获取时间信息。实验表明，该方法能有效区分混合体系中不同寿命的荧光成分，并成功应用于模拟光合作用过程中的能量转移，验证了其可行性。第二篇文献: 探讨了双光子联合测量。
单光子显微术研究生物分子凝聚体-课题组博士生张泽涛文献组会分享

2026年4月17日，课题组博士生张泽涛作了题为《单光子显微术研究生物分子凝聚体》的文献组会分享。生物分子凝聚体作为细胞内通过液-液相分离形成的无膜细胞器，在RNA代谢、应激响应等关键生命活动中发挥重要作用。然而，其参与进程的多样性和内部性质的极大可变性，对传统显微镜量化其分子动力学构成了巨大挑战——传统方法往往只能获取单一维度的信息，难以在同一实验中同时捕捉凝聚体的形态、动态和分子相互作用。本次分享围绕单光子显微技术，聚焦2023年发表于 Nature Communications 的一篇代表性研究文献，详细解析其基于 5×5 SPAD阵列探测器的硬件架构设计、光子时空标记的实现方案，以及由此集成的四种核心分析技术：超分辨成像（ISM）、变点荧光相关光谱（svFCS）、荧光寿命成像（FLISM）和双色荧光互相关光谱（dcFCCS）。通过该平台对应激颗粒中G3BP1与FUS蛋白动态的系统研究，逐一阐释各项技术从标准样品验证到活细胞应用的核心发现，重点对比野生型与ALS相关突变型FUS在应激颗粒形成前后的扩散模式、纳米环境及分子相互作用的差异，明确单光子显微平台在活细胞多维动态分析中的技
一种具有行列寻址功能的可拓展超导纳米线存储阵列-课题组李定语文献组会分享

2026年4月17日，课题组硕士生李定语作了题为《一种具有行列寻址功能的可拓展超导纳米线存储阵列》的组会文献分享。超导计算与量子计算系统长期面临低温存储器密度低、功耗大的瓶颈，传统基于约瑟夫森结的存储器因几何电感限制难以微缩，而早期超导纳米线存储器虽原理上可极度缩小，但在阵列操作中因热致电感失衡导致误码率高达10⁻³。讲解的文章首次在存储单元右支路引入可变动能电感器，动态补偿行使能电流加热造成的电感变化，成功维持了写入所需的不对称性（LL≪ LR）。基于该设计，文章实现了4×4位行列寻址的超导纳米线存储阵列，功能密度达2.6 Mbit/cm²，在1.3 K下将误码率降至10⁻⁵（1 MHz操作频率），保持时间超过20秒，写入与读取能耗分别约1.2 pJ和0.2 pJ。文章通过系统的BER扫描确立了读写电流与使能电流的可靠工作窗口，并给出了电路级仿真与实验边界，为高密度、低功耗超导存储器的规模化集成提供了可行路径。该工作对于推动超导计算与量子计算系统中的存储子系统发展具有重要参考价值。哔哩哔哩：一种具有行列寻址功能的可拓展超导纳米线存储阵列-组会文献分享_哔哩哔哩（点击可跳转
超导纳米线单光子探测器门控技术-课题组博士生吴祥睿文献组会分享

2026 年 4 月 8 日，课题组博士生吴祥睿作了题为《超导纳米线单光子探测器门控技术》的文献组会分享。SNSPD 作为单光子探测领域的核心器件，在高计数率、低暗计数的性能平衡上存在固有瓶颈，严重制约其在量子通信、单光子成像等实际场景中的规模化应用，门控技术成为突破该性能局限的关键解决方案。本次分享围绕 SNSPD 门控技术，汇总 2012 至 2023 年三篇代表性研究文献，逐一解析各研究的门控方案设计思路、核心技术创新与实验验证成果，对比不同时期研究在门控机制、器件集成方案上的差异与演进，明确门控技术对 SNSPD 探测性能的优化路径与应用价值，为后续开展 SNSPD 高性能探测技术的研究提供全面的文献支撑与方向参考。哔哩哔哩：《超导纳米线单光子探测器门控技术》文献组会分享_哔哩哔哩_bilibili（点击可跳转
第八届文献组会冠军PK赛之邓捷《连接两台稀释制冷机中超导电路的一公里光子链路》

经过激烈的文献组会PK角逐，博士生邓捷和茹赛颖成功晋级决赛。在2026年4月1日的最终比赛中，邓捷汇报了题为《连接两台稀释制冷机中超导电路的一公里光子链路》的相关研究。目前，超导量子处理器是实现实用量子计算算法的主要技术路线之一，虽然已研制出包含数百个量子比特的超导处理器，但进一步拓展系统规模时，会受到稀释制冷机物理尺寸或制冷功率的限制。为突破这一瓶颈，一种思路是构建量子网络，将分布在不同制冷机中的量子比特互联起来。实现这一目标需要微波-光量子转换器，将微波信号转换为光信号，以实现长距离、低损耗传输。尽管已有多种方案在转导效率和噪声控制方面取得进展，但不同制冷机之间的相干光子链路仍未得到实验验证。该文献研究首次在公里尺度上，通过微波-光量子转换实现了两个超导量子系统的相干连接。该过程由一对频率匹配的氮化铝（AlN）微波-光量子转换器完成，并通过一段1公里的通信波段光纤实现连接。与商用电光调制器相比，该方案整体转导效率提升约80 dB。这一研究成果为通过光子链路构建可扩展的超导量子网络提供了关键设计指导。哔哩哔哩：《连接两台稀释制冷机中超导电路的一公里光子链路》_哔哩哔哩_bilibil
第八届文献组会冠军PK赛之茹赛颖《多维动态单粒子/单分子跟踪》

经过激烈的文献组会PK角逐，博士生邓捷和茹赛颖成功晋级决赛。在2026年4月1日的最终比赛中，茹赛颖分享了《多维动态单粒子/单分子跟踪》：首先介绍了生物显微中动态跟踪的背景知识，接着详细分享了两篇相关的论文。第一篇利用异步SPAD阵列实现4D tracking，在三维轨迹基础上同步获取荧光寿命信息，将运动状态与局部环境变化关联起来。第二篇提出3D-SpecDIM，将target-locking追踪与光谱成像结合，实现单分子三维运动与光谱动态同步测量，进一步拓展了多参数定量成像能力。哔哩哔哩：《多维动态单粒子/单分子跟踪》_哔哩哔哩_bilibili（点击可跳转
载流子超导体中的热导弛豫动力学研究—课题组博士生王龙文献组会

2025年12月31日，王龙做了题为《载流子超导体中的热导弛豫动力学研究》组会报告，介绍了 2016 年发表在 Physical Review B 上的论文，通过实验与理论结合的方式，系统研究了载流 WSi 超导纳米线中光激发热点的弛豫动力学，观测到热点弛豫时间随偏置电流增大、浴温升高而显著延长，随激发波长增加而缩短，并建立了以准粒子复合为主导的理论模型定量解释该现象，同时对比了 WSi 与 NbN 材料的弛豫差异，成果深化了非平衡超导物理认知，为超导单光子探测器的性能优化提供了关键物理依据。哔哩哔哩：载流子超导体中的热导弛豫动力学研究—课题组博士生王龙文献组会_哔哩哔哩_bilibili（点击可跳转
物理储备池计算—课题组博士生茹赛颖文献组会

2025年12月24日，课题组博士生茹赛颖作了题为《物理储备池计算》的组会分享。目前的计算机视觉技术对数据需求量大，并且在降低计算成本方面面临瓶颈。将物理学原理融入仿生视觉系统有望带来前所未有的能源效率，但物理动力学与仿生算法之间的不匹配使得处理真实世界样本极具挑战性。讲解的文章报道了一种基于材料的仿生光电储层计算系统，用于动态视觉处理。该系统以InGaZnO光电突触晶体管作为储层，以TaOX基忆阻器阵列作为输出层。文章中采用了一种受感受野启发的编码方案，简化了特征提取过程。基于该系统，在四个运动识别数据集上实现了高识别精度（90%）。此外，系统还验证了对跌倒行为的识别，每次动作处理的能耗极低（约45.78 μJ），优于大多数先前关于人体动作处理的研究。研究成果对于推动基于神经形态电子学的计算机视觉发展具有深远的潜力。哔哩哔哩：物理储备池计算—课题组博士生茹赛颖文献组会_哔哩哔哩_bilibili（点击可跳转
超导行波参量放大器与转换器-课题组吴祥睿文献组会

2025年12月10日，南京大学赵清源课题组博士生吴祥睿做了题为《A travelling-wave parametric amplifier and converter》的文献汇报。文章中聚焦超导量子比特测量的规模化需求，针对传统测量链依赖磁隔离器、体积大、损耗高、并行读取难等痛点，提出“非线性传输线+双泵浦三波混频”创新设计的TWPAC器件。该器件工作于12mK极低温度环境，具备无磁、单芯片集成特性，有效降低量子读取链路的体积与损耗。核心性能方面，TWPAC在5.5-8.5GHz核心频段实现约7dB前向增益，最高-20dB反向隔离，系统附加噪声低至5.2quanta（固有噪声1.7quanta），线性度与传统TWPA相当且反向隔离无额外噪声代价，满足宽频段、低噪声、高增益、反向隔离的多量子比特并行读取要求。研究仍存在部分待优化点：增益与隔离带宽不足，泵浦谐波干扰未完全解决，时间域仿真有待完善。后续可围绕这些方向进一步优化设计，提升器件性能适配更广泛的量子应用场景。哔哩哔哩：超导行波参量放大器与转换器-课题组吴祥睿文献组会_哔哩哔哩_bilibili（点击可跳转
采用低温多晶硅氧化物薄膜晶体管的紧凑型8位数模转换器-课题组祝成文献组会

2025年11月19日，南京大学赵清源课题组硕士生祝成做了题为《采用低温多晶硅氧化物薄膜晶体管的紧凑型8位数模转换器》的文献汇报。文章中提出了一种仅使用薄膜晶体管（TFT）的8位数模转换器（DAC），消除了电阻和电容，以减少尺寸和功耗。所提出的DAC是使用基于反相器概念的低温多晶硅氧化物（LTPO）TFT设计的。使用包含LTPS和a-IGZO TFT的短沟道长度LTPO TFT。这款8位LTPO DAC仅占用0.023平方毫米，在3V电源电压下，功耗最低为9.27μW。哔哩哔哩：采用低温多晶硅氧化物薄膜晶体管的紧凑型8位数模转换器_哔哩哔哩（点击可跳转
超导全波桥式整流器-课题组李定语文献组会

2025 年 11 月 5 日，课题组硕士生李定语做了题为《超导纳米线桥式全波整流器》的文献汇报。超导薄膜电子器件可以提供低功耗、快速运行速度以及与单光子探测器阵列和量子计算设备等低温系统的接口能力。然而，类似于半导体二极管的可靠超导双端不对称器件的缺乏限制了功率处理电路的发展，而功率处理电路是放大这种技术的基础。在这里，我们报道了一种具有可调极性的超导二极管，使用氮化铌微桥中的不对称涡流表面势垒。该二极管提供43%的峰值整流效率和高达120 MHz的半波整流。文中还集成了四个二极管，在单芯片上创建了一个桥式整流电路，可以在高达3 MHz的频率下进行连续全波整流，并在周期性突发中对50 MHz信号进行交流到直流转换，估计峰值功率效率为50%。哔哩哔哩：超导全波桥式整流器-李定语文献组会_哔哩哔哩（点击可跳转）
利用循环哈德曼掩模进行单像素鬼成像-课题组聂宇文献组会

2025年10月29日，南京大学赵清源课题组博士生聂宇做了题为《利用循环哈德曼掩模进行单像素鬼成像》的文献汇报。利用循环哈德曼掩模结合单像素鬼成像技术，通过量了纠缠光源、电机驱动掩模调制及反FFT/FST算法，实现低成本高速抗噪成像，突破传统扫描限制，适用于生物医学与超快场景，实验验证其高分辨率、动态成像及噪声抑制优势，优化光路与算法以提升系统性能。哔哩哔哩：利用循环哈德曼掩模进行单像素鬼成像-课题组聂宇文献分享_哔哩哔哩（点击可跳转）
光子数分辨SNSPD在非高斯态生成中的应用-课题组李振国文献分享

2025年10月22日，课题组博士生李振国做了题为《光子数分辨SNSPD在非高斯态生成中的应用》的文献汇报。他从离散变量光量子计算的优势与挑战出发，引出了连续变量光量子计算的概念，提出了高斯操作的局限性。光子减法的引入，可以有效地生成非高斯态。而为了确定性地得到所减去光子的数量，要求我们的探测器具备光子数分辨的能力。TES天生具备光子数分辨的能力，适用于光子减法操作。但TES对温度区间要求苛刻，制冷成本高，因此，本文提出了一种基于脉冲上升沿的光学采样的方案，使得SNSPD也具备光子数分辨能力，并将其应用到非高斯态的生成。哔哩哔哩：光子数分辨SNSPD在非高斯态生成中的应用-课题组李振国文献分享bilibili（点击可跳转）

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