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我国量子计算研究获重要进展:科学家领衔实现高性能单光子源

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发表于 2019-8-15 10:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

近日,央视记者从中国科学技术大学获悉,中科院院士潘建伟团队和国内外多个研究团队合作,在国际上首次实现了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源,为光学量子计算、特别是超越经典计算能力的“量子霸权”的实现奠定了坚实的科学基础。这一研究成果日前在国际学术期刊《自然·光子学》上发表,审稿人评价该工作“解决了一个长期存在的挑战”。


高性能单光子源

单光子源是光学量子信息技术的核心资源,一个完美的单光子源需要同时满足确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率等严苛条件。然而,以目前技术制备的单光子品质差,无法在实用化量子技术中应用。

要实现完美的单光子源,还存在着两个难题:

一、量子点会随机发射两种偏振的光子

二、共振激发需要消除背景激光

为实现这一创新突破,在理论上,研究团队在国际上首次提出采用椭圆微腔打破对称性的方案,使腔模劈裂成两个非简并的垂直偏振的模式,从而选择性地增强单一偏振的单光子。在实验上,研究组发展了垂直偏振无损消光技术,从而同时解决了上述的两个难题。






高性能单光子源

在此基础上,研究组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,再次刷新了单光子源综合性能的国际纪录,为“量子霸权”目标的实现迈进了重要一步。






高性能单光子源




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