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中科大领衔实现高性能单光子源 刊发在国际权威学术期刊《自然·光子学》上。_安徽热线

2019-08-14 09:29:16来源:安徽日报

记者8月13日从中科大获悉,该校潘建伟院士团队领衔,并与多位国内及德国、丹麦学者合作,在国际上首次提出一种新型理论方案,在窄带和宽带两种微腔上成功实现了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源,为光学量子运算机超越经典运算机奠定复要科学基础。成果最近刊发在国际权威学术期刊《自然·光子学》上。

单光子源是光学量子信息技术的核心资源。光学量子信息技术所需要的完美单光子源,要同时满足确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率这4个几乎相互矛盾的严苛条件。从2000年以来,美国加州大学等相继在单光子源研究方向取得进展,但其品质还不能满足实用化需要。 2013年以来,潘建伟、陆朝阳等人在国际上首创量子点脉冲共振激发技术,开始引领高性能单光子源的发展。但要实现完美的单光子源,还有两个复大技术难题需要逾越:一是量子点会随机发射两种偏振的光子,二是共振激发需要排除背景激光。

潘建伟团队近期在国际上首次提出椭圆微腔耦合实现确定性偏振单光子的理论方案。他们与中山大学余思远研究组、国家纳米科学中心戴庆研究组、德国维尔茨堡大学霍夫林研究组以及丹麦科技大学格里格森研究组合作,在实验上发展出垂直偏振无损消光技术,解决了上述两大难题。在此基础上,他们分别在窄带微柱和宽带靶眼微腔中,实验制备出同时满足确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源,再次刷新单光子源综合性能的国际纪录,为实现超越传统经典运算机的“量子霸权”目标迈出复要一步。

《自然·光子学》审稿人评判称,这项成果“解决了一个长期存在的挑战”“是巨大的一步”。这项成果标志着我国在可扩展光学量子信息技术研究方面连续保持国际领跑。

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