中科大实现综合性能国际最优的单光子源



中科大实现综合性能国际最优的单光子源

中国科学技术大学的研究人员在国际上首次实现了基于半导体量子点的高效率和高全同性的单光子源，综合性能达到国际最优，为实现基于固态体系的大规模光子纠缠和量子信息技术奠定了科学基础。

量子点是通过分子束外延方法制备的半导体量子器件，也被称为“人造原子”，原理上可以为量子信息技术提供理想的单光子源。为了能够真正用于可扩展、实用化的量子信息技术，单光子器件必须同时满足单光子性、高全同性和高提取效率等3个核心性能指标。研究人员将高精度分子束外延生长方法和纳米刻蚀工艺结合，获得了低温下与量子点单光子频率共振的高品质因子光学谐振腔。实验产生的单光子源提取效率高达66%，单光子性优于99.1%，全同性优于98.6%，亮度比国际上最好的基于参量下转换的触发式单光子提高了10倍，所需激光泵浦功耗达到纳瓦量级，在国际上首次同时解决了单光子源的3个关键问题，成为目前国际上综合性能最优的单光子源。

该量子点单光子源未来可应用于大规模光子纠缠，将进一步推动多光子纠缠与干涉度量学的发展。

(中科大)