論文の概要: Dual-Trigger of Series Nanowire Detector for Event-Based Photon Number Assignment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.08811v1
• Date: Tue, 08 Sep 2026 14:37:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-11 15:38:21.74157
• Title: Dual-Trigger of Series Nanowire Detector for Event-Based Photon Number Assignment
• Title（参考訳）: イベントベース光子数アサインメント用直列ナノワイヤ検出器のデュアルトリガー
• Abstract要約: 3画素直列接続型超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)にデュアルトリガー法を用いる。 我々は、光子番号を昇降端と下降端の間の時間間隔にマッピングしながら、検出イベントの正確な到着時刻を保存する。 本研究は、PNR検出器の高強度低遅延読み出し方式として二重トリガリングを確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2581202554705543
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Photon-number-resolving (PNR) detectors are essential components of photonic quantum technologies. However, conventional single-channel edge-triggered readout struggles to resolve the photon number $n$ in real time or to characterize how timing jitter depends on $n$. In this work, we use a dual-trigger method on a three-pixel series-connected superconducting nanowire single-photon detector (SNSPD) that triggers on both the rising and falling edges of the detection pulse. By doing so, we preserve the precise arrival time of the detection event while mapping the photon number onto the time interval between the rising and falling edges, allowing clear separation of the events. Using this technique, we assign each detection event to $n = 1, 2,$ or 3 photons with $99\,\%$ posterior confidence across all three classes. The timing jitter decreases as $n$ increases, reaching values below $41\, \text{ps}$ for $n \geq 2$. Comparing edge-triggering with constant-fraction discrimination (CFD) for arrival-time extraction, we find that CFD yields lower jitter for single-photon events and a nearly constant mean arrival time. Altogether, our results establish dual-triggering as a robust, low-latency readout scheme for PNR detectors, while revealing a photon-number dependence of the timing jitter relevant to timing precision achievable in heralded photonic quantum applications.
• Abstract（参考訳）: 光子数分解(PNR)検出器は光量子技術の必須成分である。 しかし、従来の単一チャネルのエッジトリガー付き読み出しは、光子番号$n$をリアルタイムで解決したり、タイミングジッタが$n$に依存するかを特徴付けるのに苦労する。 本研究では,3画素の直列接続型超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)にデュアルトリガー法を適用し,検出パルスの昇降端と下降端をトリガーする。 これにより、光子番号を昇降端と下降端の間の時間間隔にマッピングしながら、検出イベントの正確な到着時刻を保存し、イベントの明確な分離を可能にする。 この手法を用いて、各検出イベントを3つのクラスにまたがって99\,\%$後続信頼度を持つ$n = 1, 2, $ または 3 個の光子に割り当てる。 タイミングジッタは、$n$が増加し、$1\, \text{ps}$ for $n \geq 2$以下になるにつれて減少する。 到着時間抽出におけるエッジトリガリングと一定のフラクション判別(CFD)を比較すると、単光子イベントにおいてCFDは低いジッタとなり、平均到着時間はほぼ一定となることがわかった。 また,PNR検出器の高強度かつ低遅延読み出し方式としてデュアルトリガリングが確立され,光速量子アプリケーションで実現可能なタイミング精度に関連するタイミングジッタの光子数依存性が明らかにされた。

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