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中科君達視界上市一款面向單光子定量成像的新一代sCMOS相機Qbit 4610，針對量子計算（離子阱、中性原子陣列成像）、天文觀測（星云與幸運成像）、拉曼光譜等應用場景，提供0.3 e-極致讀出噪聲和940萬像素的寬視場。
1. 行業需求
在前沿科學成像領域，面對光子級極弱信號如量子糾纏中的量子比特、深空星云的黯淡光子，成像需求不僅是單一的現象觀測，還要對光子進行準確地計量。
長期以來，EMCCD技術憑借其強大的增益特性在光子級信號成像領域占據主導，但存在分辨率低、讀出速度慢等局限。普通sCMOS相機讀出噪聲通常在1 e-~1.5 e-之間，難以分辨單光子信號。為解決上述行業難題，中科君達視界推出千眼狼Qbit 4610 單光子sCMOS相機，實現“單光子定量成像”。
2. 性能表現
I. ＞85 %高量子效率：460 nm波段，Qbit 4610量子效率＞85%，具備優異的光子捕獲能力。這使得千眼狼Qbit 4610 sCMOS相機在離子阱、拉曼散射及天文幸運成像中，可提高攜帶信息的光子收集效率，提升光子統計置信度。
II. 0.3 e- rms 亞電子級讀出噪聲：Qbit 4610 sCMOS相機在標準工作模式下讀出噪聲僅為0.3 e- rms，意味著相機本身的噪聲背景低于單個光子信號強度，使得傳感器能夠識別并計數每一個到達像素的光子。
III.0.009 e- 暗電流：Qbit 4610 sCMOS相機暗電流實測值僅0.009 e-/pixel/s @-30°C，為天文觀測與拉曼光譜所需的長曝光與積分成像提供保障。
IV. 9.4 MP@120 fps 高分辨率下高幀率：基于4096×2304的高分辨率sCMOS面陣，Qbit 4610在保持低噪聲特性同時實現全分辨率下高幀率數據輸出，不用在幀率和分辨率上做取舍。
V. ＞900 MB/s 超高數據傳輸鏈路：Qbit 4610率先采用USB3.1 Gen2高速接口設計，大幅降低滿幀率讀出時的接口瓶頸，有效數據帶寬＞900 MB/s，實現16 bit數據的高速連續傳輸，在單光子實驗中完整保留RAW數據。
3. 技術創新
千眼狼Qbit 4610 sCMOS相機采用兩大核心技術，保障對光子的分辨和計量：
I.像素級隔離架構技術：通過在像素單元層面引入深溝槽隔離結構，形成物理屏障有效抑制光電子向相鄰像素擴散，從而解決傳感器常面臨的像素間光學串擾和調制傳遞函數MTF下降的痛點，實現高靈敏度和高分辨率的完美結合。
II.亞電子噪聲分辨技術：通過采用定制化的低噪聲讀出電路和精密的制冷控溫技術，在標準讀出頻率120 fps下，Qbit 4610讀出噪聲壓至0.43 e- rms，使得相機本底噪聲遠低于單個光子的信號強度，保證Qbit 4610識別和統計到達像元的光子數量。在慢速讀出頻率25 fps下，Qbit 4610讀出噪聲可進一步降低到0.3 e- rms。
4. 應用展望
I. 量子計算
量子計算實驗中，研究人員需同時監控數千個量子比特的明暗狀態，極弱的光信號且需要極短的曝光時間以避免量子退相干，Qbit 4610憑借0.3 e-讀出噪聲準確判別量子比特的狀態，并結合4096×2304大靶面單次可覆蓋更多量子比特，提升量子計算的讀出效率。
II.天文觀測
在幸運成像與星云探測中，地面易受大氣湍流影響，且深空天體的光子黯淡，千眼狼 Qbit 4610可以940萬像素大視場120 fps高幀率進行幸運成像，極短曝光時間凍結大氣抖動，篩選清晰的多幀進行疊加。
III.拉曼光譜
拉曼散射信號極弱，光子數稀疏，普通sCMOS相機由于讀出噪聲＞1 e-，無法捕捉散射信號。Qbit 4610憑借亞電子噪聲分辨技術，及線性度與像素一致性的特征，可為拉曼光譜成像提供純凈的光譜數據。
中科君達視界通過將單光子級探測能力引入sCMOS平臺，推動科學成像從“弱光成像”邁向“光子計量”的定量時代。
附 千眼狼單光子sCMOS相機Qbit 4610核心參數
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