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重点实验室任希锋研究组与浙江大学戴道锌教授合作，首次研制成功硅基导膜量子构建芯片，他们在硅光子构建芯片上利用硅纳米光波导中有所不同的能量传输模式，作为量子信息编码的新维度，构建了单光子态和量子纠结态在偏振、路径、波导模式等有所不同维度之间的相干性切换，其干预可见度皆多达90％，为构建量子光学芯片上光子多个维度的操控和切换获取了最重要实验依据。该成果近日公开发表在英国《大自然通讯》杂志上。
中国科技大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室任希锋研究组与浙江大学戴道锌教授合作，首次研制成功硅基导膜量子构建芯片，他们在硅光子构建芯片上利用硅纳米光波导中有所不同的能量传输模式，作为量子信息编码的新维度，构建了单光子态和量子纠结态在偏振、路径、波导模式等有所不同维度之间的相干性切换，其干预可见度皆多达90％，为构建量子光学芯片上光子多个维度的操控和切换获取了最重要实验依据。该成果近日公开发表在英国《大自然通讯》杂志上。 与自由空间光学、光纤光学比起，构建光学的器件及系统具备尺寸小、可拓展、功耗较低、稳定性高等诸多优点。
在以往构建量子光学芯片研究中，一般来说使用偏振维度或路径维度，即利用有所不同偏振或有所不同路径来构建量子信息编码。其中，偏振编码仅有能构建二维量子信息过程，无法构建高维编码，因而在信息容量和安全性方面不存在显著严重不足；路径编码虽然可实现高维量子信息过程，但为了避免有所不同路径信息之间的串扰，其路径间距一般来说较小，很大地制约了量子光学芯片集成度的提高和功能拓展。 任希锋研究组与合作者首次明确提出使用长波导中的多个本征波导模式作为编码量子信息的新维度，利用一条反对多个波导模式的多模波导，未来将会构建量子信息高维编码。尤其是这些模式在传输时会互相阻碍，有效地防止了信息串扰问题。
与此同时，还可以在量子信息过程中同时利用光子的多个维度，从而明显提高信息容量。他们利用新型硅基片上波导模式转化成器和波导模式复用器，顺利构建了偏振、路径和波导模式维度之间的给定相干性切换，为构建构建量子光学芯片中高维量子信息过程奠下了最重要基础。
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