现在，使用包括美国国家标准与技术研究院(NIST)在内的一个团队申请专利的设备，可以更有效地检测单个光子，该团队的科学家已经克服了使用最常用类型的单光子探测器之一的长期限制。他们的发明可以提高加密电子信息的传输速度，并改善对大气中温室气体的检测。

　　光被广泛用于通信，通过世界各地的光缆以许多光子组成的脉冲传输电话对话和视频信号。单光子是可以传输的最弱信号，它们也具有广泛的应用，包括观察单分子或原子的行为，实施称为量子密钥分配的加密技术，并创建高分辨率地图。但是，光的单个光子通常只有很少的能量，因此很难检测。

　　一种常见的检测器-基于砷化镓铟镓半导体-已经捕获单个光子已有多年了，它被广泛用于量子密码研究，因为它可以检测穿过光纤的特定波长(光的颜色)的光子。 。不幸的是，当检测器接收到光子并输出信号时，有时会在检测器内引起电子噪声回波。传统上，为了减少这种情况的发生，必须在每次检测后将检测器禁用一段时间，以限制其检测光子的频率。

　　最近的研究表明，也可以通过仅在很短的时间内激活检测器来抑制噪声回波，从而有效地在检测器中创建一个仅短暂打开以接收信号的“门”。不幸的是，这也意味着光子必须仅在那些短间隔内到达。

　　该团队还包括在加州理工学院和马里兰大学工作的科学家，已获得一种方法专利，该方法可以检测在门打开或关闭时到达的光子。NIST团队已经开发出一种高度灵敏的方式来读取检测器发出的微小信号，这种方法是基于电子干涉法的，或者是通过波的组合使彼此抵消的方法。

　　即使打开门的电压脉冲很大，该方法也可以读取微小的信号，研究小组发现这些大脉冲可以使检测器以新的方式工作。脉冲照常在门控期间打开检测器。但是在门的开度之间，脉冲会很好地关闭检测器，以至于吸收光子产生的信号会在设备中停留一段时间。然后，下次门打开时，这些挥之不去的信号可以被放大并读出。

　　新的探测器可以以很高的最大速率(每秒几亿个)并且以高于正常的效率来计数单个光子，同时保持低噪声。对于近红外光子(电信中使用的标准波长范围)，其效率至少为50%。商用探测器的工作效率仅为20%到30%。

　　增加的检测门关闭时到达的光子的能力提高了检测器的效率，这一改进在光子可以随时到达的应用中(例如大气扫描和地形图绘制)特别有益。

　　NIST物理学家乔什·比恩芳(Josh Bienfang)说：“单光子探测器可通过向空中发送激光脉冲并观察光子何时返回来检测大气中某些温室气体的存在，” “快速门检测器对此非常有用，因为它们可以高效且高计数率进行计数，但是它们仅对门敏感，因为当然，返回的光子可以随时到达。我们的新方法可以解决这个缺点。”