硅基导模量子集成光学芯片研制成功

　　中国科技大学郭光灿院士领导的中科院量子信息要点试验室任希锋研讨组与浙江大学戴道锌教授协作,初次研制成功硅基导膜量子集成芯片,他们在硅光子集成芯片上使用硅纳米光波导中不同的能量传输形式,作为量子信息编码的新维度.

　　科技日报讯 （记者吴长锋）中国科技大学郭光灿院士领导的中科院量子信息要点试验室任希锋研讨组与浙江大学戴道锌教授协作，初次研制成功硅基导膜量子集成芯片，他们在硅光子集成芯片上使用硅纳米光波导中不同的能量传输形式，作为量子信息编码的新维度，完成了单光子态和量子羁绊态在偏振、途径、波导形式等不同自由度之间的相干转化，其干与可见度均超越90％，为集成量子光学芯片上光子多个自由度的操作和转化供给了重要试验根据。该效果近来宣布在英国《天然・通讯》杂志上。

　　与自由空间光学、光纤光学比较，集成光学的器材及体系具有尺度小、可扩展、功耗低、稳定性高级许多长处。在以往集成量子光学芯片研讨中，一般选用偏振自由度或途径自由度，即使用不同偏振或不同途径来完成量子信息编码。其间，偏振编码仅能完成二维量子信息进程，无法完成高维编码，因而在信息容量和安全性方面存在显着缺乏；途径编码尽管可完成高维量子信息进程，但为了避免不同途径信息之间的串扰，其途径距离一般较大，极大地限制了量子光学芯片集成度的提高和功用扩展。

　　任希锋研讨组与协作者初次提出选用宽波导中的多个本征波导形式作为编码量子信息的新自由度，使用一条支撑多个波导形式的多模波导，有望完成量子信息高维编码。特别是这些形式在传输时不会彼此搅扰，有用避免了信息串扰问题。与此一起，还能够在量子信息进程中一起使用光子的多个自由度，然后明显提高信息容量。他们使用新式硅基片上波导形式转化器和波导形式复用器，成功完成了偏振、途径和波导形式自由度之间的恣意相干转化，为完成集成量子光学芯片中高维量子信息进程奠定了重要根底。