量子计算研究获重要进展 中国科学家领衔实现高性能单光子源

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单光子源是光量子信息技术的核心资源。中国科技大学的潘剑伟、卢朝阳、霍永恒与中山大学的于思远集团、国家纳米科学中心的戴庆集团以及德国和丹麦学者合作，在世界上首次提出了椭圆微腔耦合实现确定性偏振单光子的理论方案，并在窄带和宽带微腔中成功实现了确定性偏振、高纯度、高各向同性和高效率的单光子源。 这为光学量子计算奠定了坚实的基础，特别是为实现超越经典计算能力的“量子霸权”奠定了坚实的基础。 评论家评论说，这项工作“解决了一个长期的挑战。”

一个完美的单光子源需要满足确定性极化、高纯度、高各向同性和高效率的严格条件。自2013年以来，中国科技大学的研究小组一直在领导高性能单光子源的开发。然而，为了获得一个完美的单光子源，仍然有两个未解决的问题:第一，量子点会随机发射具有两种偏振态的光子；第二，共振激发需要消除背景激光。

要解决这两个关键问题，必须同时进行理论创新和实验创新。理论上，中国科技大学研究组提出了利用椭圆微腔打破对称性，将腔模分成两个非简并垂直偏振模，从而有选择地增强单光子的单偏振。实验上，研究小组开发了垂直偏振无损消光技术，从而同时解决了上述两个问题。在此基础上，研究团队在窄带微柱和宽带靶眼微腔中制备了具有确定性极化、高纯度、高各向同性和高效率的单光子源，再次创造了单光子源综合性能的国际新纪录，为实现“量子霸权”目标迈出了重要一步。这一成就标志着中国在可扩展光量子信息技术领域的领先地位在世界上进一步扩大。(记者许婧)

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