中國科大在光量子芯片領(lǐng)域取得重要進(jìn)展 為量子信息處理提供新思路

6月15日消息（余予）來自中國科大的消息顯示，中國科大郭光燦院士團(tuán)隊(duì)任希鋒研究組與中山大學(xué)董建文、浙江大學(xué)戴道鋅等研究組合作，基于光子能谷霍爾效應(yīng)，在能谷相關(guān)拓?fù)浣^緣體芯片結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了量子干涉，在光量子芯片研究中取得重要進(jìn)展。

據(jù)了解，拓?fù)涔庾訉W(xué)由于具有魯棒性的能量輸運(yùn)性質(zhì)，在光子芯片研究方向具有實(shí)用化的應(yīng)用前景。產(chǎn)生拓?fù)湎嘧兊年P(guān)鍵在于通過破壞系統(tǒng)的時(shí)間反演對(duì)稱性或空間反演對(duì)稱性，以在能級(jí)簡并點(diǎn)產(chǎn)生能隙，從而形成受拓?fù)浔Ｗo(hù)的邊界態(tài)。

同時(shí)，近年來拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中魯棒性的量子態(tài)傳輸成為熱門的研究方向，而量子干涉作為光量子信息過程的核心，尚未在拓?fù)浔Ｗo(hù)光子晶體芯片中實(shí)現(xiàn)。

任希鋒研究組與中山大學(xué)董建文課題組合作在硅光子晶體體系中設(shè)計(jì)并制備出了“魚叉”形的拓?fù)浞质鹘Y(jié)構(gòu)，并在此結(jié)構(gòu)上演示了高可見度的雙光子干涉過程，干涉可見度達(dá)到95.6%。進(jìn)一步通過級(jí)聯(lián)兩個(gè)拓?fù)浞质鹘Y(jié)構(gòu)演示了片上路徑編碼量子糾纏態(tài)的產(chǎn)生。

該成果為拓?fù)涔庾訉W(xué)特別是能谷光子拓?fù)浣^緣體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于更加深入的量子信息處理過程提供了一個(gè)新的思路，審稿人一致認(rèn)為這是一個(gè)有趣且重要的研究工作，同時(shí)表示，這個(gè)結(jié)果非常有趣、特別，器件中實(shí)現(xiàn)的HOM干涉過程可能對(duì)高保真片上量子信息處理起到重要作用。

中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室任希鋒教授、中山大學(xué)董建文教授為論文共同通訊作者，中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士生陳陽和中山大學(xué)博士后何辛濤為論文共同第一作者，浙江大學(xué)戴道鋅研究組參與工作。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。

論文鏈接：http://ygpos.cn/uploadfile/2021/0615/20210615161007545G.230503

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