中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在集成化量子光源制備研究中取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)任希鋒研究組基于低溫集成自發(fā)四波混頻過程，展示了低溫條件下集成量子糾纏光源的制備，相關(guān)成果于6月2日發(fā)表在光學(xué)知名學(xué)術(shù)期刊Optica上。

光量子集成芯片，以其極高的相位穩(wěn)定性和可重構(gòu)性，逐漸發(fā)展成為展示新型量子應(yīng)用、開發(fā)新型量子器件的理想平臺(tái)。目前大多數(shù)光量子集成器件聚焦于室溫條件下的功能，但許多量子元件（如超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器）和半導(dǎo)體、超導(dǎo)量子計(jì)算系統(tǒng)，都需要在低溫條件下運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)光量子系統(tǒng)的全片上集成和光互聯(lián)不同量子計(jì)算系統(tǒng)構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)，低溫非線性過程研究不可或缺。研究組將集成微納硅波導(dǎo)置于低溫腔中，研究了4 K~294K溫度下硅波導(dǎo)中的自發(fā)四波混頻過程，并基于該過程實(shí)現(xiàn)了低溫集成量子糾纏光源的制備。

圖1.低溫集成量子光源實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

該成果成功地將基于自發(fā)四波混頻過程的量子光源擴(kuò)展到低溫條件，為光量子器件的全片上集成和低溫條件下非線性光學(xué)的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。審稿人對(duì)該工作給出了高度評(píng)價(jià)：“This paper provides useful insight into the study of integrated quantum optics in cryogenic environments（這項(xiàng)工作為低溫環(huán)境下集成量子光學(xué)的研究提供了重要依據(jù)）”。

中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室任希鋒教授為論文通訊作者，中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室特任副研究員馮蘭天和博士研究生程羽潔為論文共同第一作者。此外，中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周志遠(yuǎn)教授、天津工業(yè)大學(xué)祁曉卓博士和浙江大學(xué)戴道鋅教授、張明助理研究員為該工作提供了技術(shù)支持。該工作得到了科技部、國家基金委、中國科學(xué)院、安徽省以及中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的資助。

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