7月11日消息，納米據(jù)“中山大學(xué)”官微發(fā)文，雙光《自然》雜志（Nature）在線發(fā)表了中山大學(xué)物理學(xué)院王雪華、工廠光源劉進教授團隊主導(dǎo)的問世一項突破性研究成果。
該團隊提出了一種全新的科研“腔誘導(dǎo)自發(fā)雙光子輻射”方案，在國際上首次實現(xiàn)了與單光子輻射強度相當(dāng)?shù)膱F隊自發(fā)雙光子輻射，并成功研發(fā)出保真度高達99.4%的研制按需觸發(fā)式新型微納量子糾纏光源。
量子糾纏——如同相隔萬里卻“心靈感應(yīng)”的出新雙胞胎光子——是量子計算、通信和精密測量的型量核心資源。傳統(tǒng)方法讓光子隨機“結(jié)對”效率低下，糾纏而中大團隊另辟蹊徑，納米直接“培育”自誕生便糾纏的雙光光子“雙胞胎”。
論文第一作者、工廠光源中山大學(xué)物理學(xué)院副教授劉順發(fā)解釋道：“某些特殊‘人造原子’結(jié)構(gòu)，問世理論上能同時輻射兩個關(guān)聯(lián)光子（即自發(fā)雙光子輻射）。科研但自上世紀(jì)60年代理論預(yù)言以來，原子通常更傾向于一次輻射一個光子，導(dǎo)致‘雙胞胎’光子產(chǎn)生概率極低（小于0.1%），實驗觀測極其困難，近40年研究未能取得突破。”
半導(dǎo)體材料和納米加工技術(shù)的進步為實驗突破提供了契機。劉順發(fā)表示：“我們設(shè)計了超高品質(zhì)光學(xué)微腔，在納米尺度上精細調(diào)控光子產(chǎn)生過程。這個微腔為‘雙胞胎’光子搭建了專屬通道，將其輻射效率從傳統(tǒng)的小于0.1%大幅提升至約50%。” 效率的飛躍使按需制備糾纏光子對成為可能。
這項研究徹底突破了“雙光子輻射必然遠弱于單光子輻射”的傳統(tǒng)認知。劉順發(fā)形象地比喻：“我們就像在納米尺度上打造了一個專門生產(chǎn)糾纏光子的‘工廠’。”
基于納米固態(tài)“人造原子”和創(chuàng)新的腔誘導(dǎo)方案，團隊不僅實現(xiàn)了強度可比擬單光子的自發(fā)雙光子輻射，更制備出保真度達99.4%的按需觸發(fā)糾纏光源。劉順發(fā)強調(diào)：“99.4%的保真度意味著光子間‘心靈感應(yīng)’強度極高，這為提升量子通信安全性、量子計算可靠性和量子計量精度帶來了巨大潛力。”
《自然》審稿人高度評價該成果為“雙光子研究領(lǐng)域的突破性進展”，并稱贊其“實現(xiàn)了保真度創(chuàng)紀(jì)錄的糾纏光子對”。
此項工作由中山大學(xué)主導(dǎo)完成。劉進教授為論文通訊作者，王雪華教授提供了重要指導(dǎo)，劉順發(fā)副教授為第一作者。研究工作還得到了中科院半導(dǎo)體所、德國多特蒙德大學(xué)、天津大學(xué)等單位合作者，以及中山大學(xué)多名博士研究生和博士后的重要支持。
劉順發(fā)表示，團隊下一步將利用這一高保真糾纏光源和高純度雙光子源，深入開展量子精密測量與量子通信應(yīng)用研究。
原文鏈接：http://www.windwing.com.cn/news/39c46699494.html
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