本发明提供一种具有阻抗匹配传输线的超导纳米线单光子探测系统，包括：超导纳米线单光子探测器；1/4波长阻抗匹配传输线，一端与超导纳米线单光子探测器相连接；高通滤波器，一端与1/4波长阻抗匹配传输线连接于超导纳米线单光子探测器的一端相连接，另一端接地；三端口器件三端口器件的第一端口与1/4波长阻抗匹配传输线远离超导纳米线单光子探测器的一端相连接；电流源，一端与三端口器件的第二端口相连接；放大器，放大器的输入端与三端口器件的第三端口相连接，放大器的接地端接地。本发明可以实现特定频率信号的匹配读出，实现脉冲幅度的放大，降低时间抖动；可以将信号中低频成分整形去掉，提高计数率及探测速率。