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中科大實(shí)現(xiàn)綜合性能國(guó)際最優(yōu)的單光子源

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究人員在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了基于半導(dǎo)體量子點(diǎn)的高效率和高全同性的單光子源，綜合性能達(dá)到國(guó)際最優(yōu)，為實(shí)現(xiàn)基于固態(tài)體系的大規(guī)模光子糾纏和量子信息技術(shù)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

量子點(diǎn)是通過分子束外延方法制備的半導(dǎo)體量子器件，也被稱為“人造原子”，原理上可以為量子信息技術(shù)提供理想的單光子源。為了能夠真正用于可擴(kuò)展、實(shí)用化的量子信息技術(shù)，單光子器件必須同時(shí)滿足單光子性、高全同性和高提取效率等3個(gè)核心性能指標(biāo)。研究人員將高精度分子束外延生長(zhǎng)方法和納米刻蝕工藝結(jié)合，獲得了低溫下與量子點(diǎn)單光子頻率共振的高品質(zhì)因子光學(xué)諧振腔。實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的單光子源提取效率高達(dá)66%，單光子性優(yōu)于99.1%，全同性優(yōu)于98.6%，亮度比國(guó)際上最好的基于參量下轉(zhuǎn)換的觸發(fā)式單光子提高了10倍，所需激光泵浦功耗達(dá)到納瓦量級(jí)，在國(guó)際上首次同時(shí)解決了單光子源的3個(gè)關(guān)鍵問題，成為目前國(guó)際上綜合性能最優(yōu)的單光子源。

該量子點(diǎn)單光子源未來可應(yīng)用于大規(guī)模光子糾纏，將進(jìn)一步推動(dòng)多光子糾纏與干涉度量學(xué)的發(fā)展。

(中科大)