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我国在国际上首次实现高性能单光子源

记者从中国科学技术大学得知,该校潘建伟小组与其合作者,首次构建了确定性偏振、高纯度、低全同性和高效率的单光子源,为光学量子计算出来,尤其是打破经典计算能力的量子霸权的构建奠下了扎实的科学基础。研究成果以长文形式日前在国际权威学术期刊《大自然·光子学》上在线公开发表。 单光子源是光学量子信息技术的核心资源。一个极致的单光子源必须同时符合确定性偏振、高纯度、低全同性和高效率这四个完全互相对立的苛刻条件。 然而,以目前技术制取的单光子品质劣,无法在实用化量子技术中应用于。

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本文摘要:记者从中国科学技术大学得知,该校潘建伟小组与其合作者,首次构建了确定性偏振、高纯度、低全同性和高效率的单光子源,为光学量子计算出来,尤其是打破经典计算能力的量子霸权的构建奠下了扎实的科学基础。研究成果以长文形式日前在国际权威学术期刊《大自然·光子学》上在线公开发表。 单光子源是光学量子信息技术的核心资源。一个极致的单光子源必须同时符合确定性偏振、高纯度、低全同性和高效率这四个完全互相对立的苛刻条件。 然而,以目前技术制取的单光子品质劣,无法在实用化量子技术中应用于。

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记者从中国科学技术大学得知,该校潘建伟小组与其合作者,首次构建了确定性偏振、高纯度、低全同性和高效率的单光子源,为光学量子计算出来,尤其是打破经典计算能力的量子霸权的构建奠下了扎实的科学基础。研究成果以长文形式日前在国际权威学术期刊《大自然·光子学》上在线公开发表。

单光子源是光学量子信息技术的核心资源。一个极致的单光子源必须同时符合确定性偏振、高纯度、低全同性和高效率这四个完全互相对立的苛刻条件。

然而,以目前技术制取的单光子品质劣,无法在实用化量子技术中应用于。要构建极致的单光子源,还不存在着两个难题:一是量子点不会随机升空两种偏振的光子;二是共振唤起必须避免背景激光。这两个难题沦为多年来难以逾越的障碍。

解决问题这两个关键问题必须理论和实验的实时创意。在理论上,中国科大研究组明确提出使用椭圆微腔超越对称性的方案,使腔模劈裂成两个非晶格的横向偏振的模式,从而选择性地强化单一偏振的单光子。在实验上,研究组发展了横向偏振可用消光技术,从而同时解决问题了上述的两个难题,超过了“一石二鸟”的效果。在此基础上,研究组分别在窄带微柱和宽带靶眼微腔中,实验制取同时符合确定性偏振、高纯度、低全同性和高效率的单光子源,再度创下了单光子源综合性能的国际记录,为量子霸权目标的构建迈向了最重要一步。

这项成果标志着我国在可拓展光学量子信息技术方面在国际上更进一步不断扩大了排在的优势。审稿人评价该工作“解决问题了一个长期存在的挑战……是极大的一步”“将有力地前进研究”。


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