实现片上集成的纠缠量子光源

来自德国汉诺威莱布尼兹大学、荷兰特文特大学和创业公司QuiX Quantum的国际研究团队首次提出并演示了一个完全集成在芯片上的纠缠量子光源。该研究结果于4月17日发表在《自然·光子学》杂志上。在量子网络中，量子光源用于产生光量子比特。近年来，集成光子学已成为一个重要的平台，用于实现和处理紧凑、可扩展的芯片形式的光学纠缠量子态，并应用于远距离量子安全通信、量子信息处理和量子精密测量。然而，迄今为止开发的量子光源都依赖于外部笨重的激光器，实用性较低，可扩展性较差。为了解决这一缺点，实现完全集成的纠缠量子光源可以使量子信息处理的所有阶段都集成在一个芯片上。然而，实用量子光源系统的制造主要面临的技术难点是如何将一个稳定、可调谐的滤波激光器与一个非线性参量纠缠光子源结合起来。该研究团队通过整合激光腔、一个利用游标效应（Vernier effect）的高效可调谐噪声抑制滤波器（55dB），以及通过自发四波混频产生纠缠光子对的非线性微镜，实现了完全集成的量子光源。这项工作的关键是采用了将磷化铟激光器、一个过滤器和氮化硅谐振腔体集成到一块芯片上的“混合技术”。利用该芯片，研究团队实现了电