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我国量子集成光学芯片技术达国际最高水平

行业上下游中国仪表网2014年07月22日 10:16人气:5071

  导读:中科大研究人员日前实现了在量子集成芯片上实现单个表面等离子激元的量子干涉,为迄今公开报道的国际最高水平。此次获得的研究成果,将为我国在国际光学芯片,乃至光学仪器领域争取话语权。
  

 
  从中国科学技术大学获悉,由该校郭光灿院士领导的量子信息实验室任希锋研究组近日在量子集成芯片上实现了单个表面等离子激元的量子干涉,其干涉可见度达到95.7%,这是为迄今公开报道的国际最高水平。成果日前发表在著名期刊《物理评论A》上。
  
  集成光学芯片近年来越来越引起人们的关注,它具有尺寸小、可扩展、功耗低、稳定性高、信号传输速度快等诸多优点,在光学仪器等经典光学中已获得了广泛应用。近年来,在量子信息领域的研究也得到了巨大关注和发展,量子逻辑门和Shor算法都已经在量子集成光学芯片中得到了演示。表面等离子激元作为新的信息载体也开始被引入到这一领域中来,因为它可以突破衍射极限,将能量束缚在亚波长尺寸的波导中传播,从而能进一步提高集成光学芯片的集成化程度。但是表面等离子激元在量子信息中的应用研究面临两个主要问题:一是目前在表面等离子激元波导结构中实现的量子干涉的可见度小于50%,低于量子和经典的界限,且不能认为是真正的量子干涉;二是表面等离子激元结构存在固有损耗,这种损耗会不会对量子干涉的可见度产生影响,从而限制其在量子集成光学芯片中的应用,迄今还存在争论。
  
  任希锋研究组利用亚波长表面等离子激元波导结构实现了单个表面等离子激元的量子干涉,可见度达到95.7%,不仅充分证明了表面等离子激元的波色子特性,而且为在量子信息处理过程中应用表面等离子激元解决了若干关键性难题。工作进一步证实表面等离子激元结构的固有损耗会对量子干涉可见度产生影响,但是可以通过特殊的设计,使得这种影响降低到可以接受的程度,这将对进一步研究表面等离子激元量子信息过程起到指导作用。
  
  芯片的诞生可以说创造了一个时代,我们如今现实中所用的芯片全都是集成电路,(集成电路是指集成微米至纳米级晶体管的功能电子元器件)集成电路的重要性已不言而喻,但纵观世界芯片技术发展格局,我国从总体上看还处于相对落后的阶段。此次中科大在量子集成光学芯片的研究成果,将为我国在国际光学芯片领域争取话语权。
(本文来源:中国科学技术大学转载请注明出处
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