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给力 我国光量子芯片领域获新突破!

2021年06月17日 08:54:20来源:前瞻网点击:6100
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  【化工仪器网 项目成果】半导体系统具有良好的可扩展可集成特性,被认为是可能实现通用量子计算的体系之一。近年来硅基半导体量子计算取得系列进展,量子比特性能得到大幅提升,单比特和两比特逻辑门保真度均已达到容错量子计算阈值,如何进一步扩展比特数量、提高比特读取保真度成为该领域的重要议题。
 
  由于可以处理强大的光传输,拓扑光子学已经成为了集成光学的强大平台,并被进一步扩展到量子世界,在光子芯片研究方向有着相当实用的应用前景。令人震惊的是,拓扑光子结构中的谷底对比物理学有助于与谷底有关的边缘态、单向耦合,甚至是拓扑结中谷底依赖的波分。
 

 

  日前,中国科技大学郭光灿院士团队的任希锋研究组与中山大学董建文、浙江大学戴道锌等研究组合作,基于光子能谷霍尔效应,在能谷相关拓扑绝缘体芯片结构中实现了量子干涉,相关成果以“编辑推荐文章( Editors' Suggestion)”的形式6月11日发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上。
 
  研究团队设计和制造了基于120度弯曲接口的纳米光子拓扑鱼叉形分光器(HSBSs),并展示了第一个片上谷底依赖的量子信息过程。通过由两个拓扑学上不同的域壁联起来构成的50/50 HSBS,研究团队实现了0.956±0.006高可见度的双光子量子干涉(即Hong-Ou-Mandel干涉)。
 
  研究团队还展示了一个简单的量子光子电路和路径纠缠态的产生。该研究表明,光子谷态可以用于量子信息处理,而且有可能用谷态依赖的光子拓扑绝缘体实现更复杂的量子电路,这为片上量子信息处理提供了一种新的方法。
 

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