超導納米線單光子探測器（SNSPD）是本世紀初出現的一種新型的單光子探測技術，其探測效率、暗計數、時間抖動等性能指標明顯優于傳統的半導體單光子探測器，受到國內外學術界的廣泛關注，并已經廣泛應用于量子通信、量子計算等領域，并有力推動了量子信息技術的發展。

在光纖通信1550納米工作波長，美國國家標準與技術研究所Marsili等人采用極低溫超導材料WSi制備的SNSPD，實現了最高探測效率達93%。然而，WSi-SNSPD通常工作在1K以下工作溫度，必須采用昂貴復雜的深低溫制冷機（比如稀釋制冷機等），這極大限制了這類高性能單光子探測器的應用。

國內外眾多研究人員在努力采用更高超導轉變溫度的NbN材料研制SNSPD，以期在2K以上工作溫度實現高探測效率，采用小型化用戶友好的閉合循環制冷機就可以工作，從而大大降低使用成本。經過10多年的努力，NbN-SNSPD探測效率最高只達到80%左右，和WSi-SNSPD探測效率有明顯差距。要想達到90%以上的探測效率，需要同時對多個不同的參數，如光耦合效率、光吸收效率、本征探測效率等進行優化，到目前為止尚未有成功報道。

中國科學院上海微系統與信息技術研究所（中科院超導電子學卓越創新中心）研究員尤立星團隊開展超導單光子探測研究近10年，在探測器研制和應用方面取得了多項國際領先成果，受到了國內外廣泛關注。與中國科學技術大學潘建偉團隊合作，曾多次創造量子信息領域實驗的世界紀錄，并保持了目前光纖量子通信404千米世界紀錄。

該團隊的最新成果揭示，基于小型閉合循環制冷機，2.1K工作溫度下，NbN-SNSPD系統探測效率（1550nm工作波長）可以超過90%。隨著溫度降低到1.8K，探測效率可以進一步提升到92%。