科学家们第一次展示了一种完全集成在芯片上的纠缠量子光源

发布时间：2023-04-28 09:04:12 所属栏目：动态来源：

导读：量子比特（qubits）是量子计算机和量子互联网的基本构建块。量子光源产生可用作量子比特的光量子（光子）。片上光子学已成为处理光量子态的领先平台，因为它紧凑、鲁棒，并允许在单个芯片上容纳和排列许多元素。在这

量子比特（qubits）是量子计算机和量子互联网的基本构建块。量子光源产生可用作量子比特的光量子（光子）。片上光子学已成为处理光量子态的领先平台，因为它紧凑、鲁棒，并允许在单个芯片上容纳和排列许多元素。在这里，光通过极其紧凑的结构引导到芯片上，这些结构用于构建光子量子计算系统。这些在今天已经可以通过云访问。可扩展的实施者，它们可以解决传统计算机由于其有限的计算能力而无法访问的任务。这种优势被称为量子优势。

“到目前为止，量子光源需要外部、片外和笨重的激光系统，这限制了它们在该领域的使用。然而，我们通过新颖的芯片设计和利用不同的集成平台来克服这些挑战，“Kues团队的博士生Hatam Mahmudlu说。他们的新开发是一种电激发，激光集成的光子量子光源，完全适合芯片，可以发射频率纠缠的量子比特状态。

关键是“混合技术”，它将磷化铟制成的激光器、过滤器和氮化硅制成的腔体组合在一起，并将它们组合成一个芯片。在芯片上，在自发的非线性过程中，激光场产生两个光子。每个光子同时跨越一系列颜色，这称为“叠加”，并且两个光子的颜色是相关的，也就是说光子相互缠绕在一起可以存储量子信息。“我们实现了量子计算机或量子互联网应用所需的显着效率和状态质量，”Kues说。

“现在我们可以将激光器与其他组件集成在一个芯片上，这样整个量子源就比一欧元的硬币还小。我们的微型设备可以被认为是在具有光子的芯片上迈向量子优势的一步。与目前在低温系统中使用超冷量子比特的谷歌不同，即使在室温下，这种光子系统也可以在芯片上进行量子优势研究，“Haldar说。

Michael Kues教授是德国汉诺威莱布尼茨大学光子学研究所所长，也是PhoenixD卓越集群的董事会成员：光子学，光学和工程 - 跨学科创新。

（编辑：汽车网）

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