一个光子所携带的能量非常小，在可见光至近红外光波段，一个光子的能量大约是10^-19～10^-22焦。超导材料的能隙仅为毫电子伏特，因此，单个光子就可以在超导体内激发大量的载流子，利用这种光电效应，实现对单个光子的检测。一个探测器是否能达到单光子探测的灵敏度，通常的检验标准是在非常微弱的脉冲光辐照下（单个脉冲中的平均光子数小于1），判断探测器的计数率与入射光的功率是否满足线性关系，满足线性关系则被认为是单光子探测器。

单光子探测器的主要评价指标有：探测效率、暗计数、时间抖动、计数速率以及工作频率。超导单光子探测器（SSPD）的探测效率高、暗计数低、工作频段宽，是综合性能很好的单光子探测器。①探测效率。一个光子入射到SSPD上，SSPD将光信号转换为电信号的概率。②暗计数。在完全屏蔽外界光照的情况下，由SSPD本身的原因产生的非光响应计数。③时间抖动。一个有确定重复频率的光信号入射至探测器，探测器产生响应电信号，每个输出电信号和其对应的光信号之间的时间差的波动。④计数速率/死时间。SSPD在每次计数后需要有一个恢复时间，才能接受下一个光子的到达，这段恢复时间决定了探测器的最大计数速率。⑤工作频率。探测器可以检测的信号的频段。