实验产生的单光子源提取效率达到66%,首次实现了确定性偏振新普京网址:、高纯度、高全同性和高效率的单光子源

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。

本报合肥8月13日电单光子源是光学量子信息技术的核心资源。中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、霍永恒等和中山大学余思远小组、国家纳米科学中心戴庆小组及德国、丹麦学者合作,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,并在窄带和宽带两种微腔上成功实验实现了确定性偏振、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。论文近日在国际权威学术期刊《自然光子学》上在线发表。审稿人评价该工作解决了一个长期存在的挑战。

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、高全同性和高效率这四个几乎相互矛盾的严苛条件。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。这两个难题成为多年来难以逾越的障碍。

记者从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟、陆朝阳与国内外合作者合作,在国际上首次实验观察到量子点单光子和太阳光之间的双光子干涉、量子纠缠以及非定域性。该研究工作把独立光子之间的量子干涉实验扩展到相距1.5亿公里的两个独立光源,首次在天文学尺度上检验了量子统计原理的普适性,并给出了热光场量子化的直接实验证据。该研究成果近日发表于国际学术期刊《物理评论快报》。

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。

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