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量子计算研究获重要进展 中国科学家领衔实现高性能单光子源

文章作者:来源:www.bjhuanbao.com.cn时间:2019-11-18



单光子源是光量子信息技术的核心资源 中国科技大学的潘建伟、卢朝阳、霍永恒等人,与中山大学的于思远团队、国家纳米科学中心的戴清团队以及德国和丹麦学者一起,在世界上首次提出了实现确定性偏振单光子耦合的理论方案。他们成功地在窄带和宽带微腔中实验了确定性偏振、高纯度、高各向同性和高效率的单光子源,为实现光量子计算,特别是超越经典计算能力的“量子霸权”奠定了坚实的科学基础。 这篇论文最近在线发表在国际权威学术期刊《自然光子学》上。 评论家评论说这项工作“解决了一个长期的挑战”。

完美的单光子源需要同时满足确定性偏振、高纯度、高各向同性和高效率的严格条件。 自2013年以来,中国科技大学的研究团队一直在引领高性能单光子源的开发。 然而,为了实现完美的单光子源,仍然存在两个突出的问题:一是量子点会随机发射两种偏振态的光子;另一个是共振激发需要消除背景激光

解决上述两个关键问题需要理论和实验的同步创新。 理论上,中国科技大学的研究小组提出利用椭圆微腔打破对称性,将腔模分成两个非简并垂直偏振模,从而选择性地增强单偏振的单光子。 在实验中,研究组开发了垂直偏振无损消光技术,从而同时解决了上述两个问题 在此基础上,研究团队分别在窄带微柱和宽带靶眼微腔中制备了单光子源,同时满足了确定性极化、高纯度、高各向同性和高效率的要求,从而再次刷新了单光子源综合性能的国际纪录,为实现“量子霸权”的目标迈出了重要一步 这一成就标志着中国在可扩展的光量子信息技术方面进一步扩大了其在国际舞台上的领先优势。 (记者许婧)

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