中科大潘建伟团队实现性能国际最优的单光子源|BET9官方网站

本文摘要：中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等在国际上首次构建基于半导体量子点的高效率和低全同性的单光子源，综合性能超过国际拟合，为构建基于固态体系的大规模光子纠结和量子信息技术奠下了科学基础。国际权威学术期刊《物理评论快报》日前以编辑引荐的形式公开发表了这一研究成果，并在美国物理学不会的Physics网站专门撰文讲解。 量子点是通过分子束外延方法制取的半导体量子器件，又被称作人造原子，原理上可以为量子信息技术获取理想的单光子源。

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等在国际上首次构建基于半导体量子点的高效率和低全同性的单光子源，综合性能超过国际拟合，为构建基于固态体系的大规模光子纠结和量子信息技术奠下了科学基础。国际权威学术期刊《物理评论快报》日前以编辑引荐的形式公开发表了这一研究成果，并在美国物理学不会的Physics网站专门撰文讲解。　　量子点是通过分子束外延方法制取的半导体量子器件，又被称作人造原子，原理上可以为量子信息技术获取理想的单光子源。为了需要确实用作可拓展、实用化的量子信息技术，单光子器件必需同时符合三个核心性能指标：单光子性、低全同性和低萃取效率。

尽管从2000年开始，国际上许多研究机构（还包括加州大学、斯坦福大学、剑桥大学等）对量子点光学调控展开了长年和大量的探寻，然而这三个核心指标仍然无法获得同时符合，因而沦为固态量子光学领域15年来悬而未决的根本性挑战。　　2013年，潘建伟、陆朝阳等首创量子点脉冲共振唤起，构建了当时国际上仅有同性最差的单光子源。但是由于量子点平面腔结构的容许，之前的实验中荧光搜集效率较低。为了大幅提高荧光萃取效率，研究人员通过高精度分子束外延生长和纳米光刻工艺融合，取得了低温下与量子点单光子频率共振的高品质因子光学谐振腔。

因此，实验产生的单光子源萃取效率超过66%，单光子性高于99.1%，仅有同性高于98.6%，在国际上首次同时解决问题了单光子源的三个关键问题，沦为目前国际上综合性能最杰出的单光子源。　　实验构建的量子点单光子源亮度比国际上最差的基于参量下切换的触发式单光子提升了10倍，同时具备相似极致的全同性，而且所须要激光泵浦功耗减少1千万倍（纳瓦量级），这样的量子点单光子源可在将来应用于大规模光子纠结，更进一步推展多光子纠结与干预度量习的发展。审稿人评价这个研究成果为实验杰作（tour-de-force），在领域中有最重要影响力。《大自然》杂志在最近一期的研究亮点栏目中以可实用化的单光子源为题做到了专门报导。

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