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量子计算获重要进展:潘建伟等实现高性能单光子源

发布时间:2019-10-17 17:27编辑:通讯产品浏览(175)

    单光子源是光学量子信息技术的核心资源。近期,中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟与陆朝阳、霍永恒等人领衔,和多位国内及德国、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,为光学量子计算机超越经典计算机奠定了重要的科学基础。国际权威学术期刊《自然·光子学》日前发表了该成果,评价其“解决了一个长期存在的挑战”。

    6165金沙总站,该实验实现的量子点单光子源亮度比国际上最好的基于参量下转换的触发式单光子提高了10倍,而且所需激光泵浦功耗降低1千万倍。这样的量子点单光子源可在将来应用于大规模光子纠缠,进一步推动多光子纠缠与干涉度量学的发展。

    2013年以来,我国潘建伟、陆朝阳等人在国际上首创了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,还有两个重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,二是共振激发需要消除背景激光。

    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。

    量子点是通过分子束外延方法制备的半导体量子器件,原理上可以为量子信息技术提供理想的单光子源。为了能够真正用于可扩展、实用化的量子信息技术,单光子器件必须同时满足三个核心性能指标:单光子性、高全同性和高提取效率。尽管从2000年开始,国际上许多研究机构对量子点光学调控进行了深入探索,然而这三个核心指标一直无法得到同时满足,因而成为固态量子光学领域15年来悬而未决的重大挑战。

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