【年终盘点】2016光通信十大技术

2016-12-27 01:55

光子集成多光子纠缠量子态以及片上光频梳研究

2016年3月，Science 杂志刊登了中国科学院西安光学精密机械研究所研究员Brent E． Little与加拿大魁北克国立科学研究所等单位合作发表的题为Generation of multiphoton entangled quantum states by means of integrated frequency combs 的研究论文。其中利用微环谐振腔中的自发四波混频效应，以时域分离、相位可调的光脉冲对为泵浦源，得到跨越S－C－L三个通信波段的频率间隔为200GHz的纠缠光子对。多光子纠缠态是量子通信、量子计算和超越经典极限的超高分辨率传感及成像技术的基石，同时在探索量子物理基本问题方面有着极为重要的应用。该纠缠光子源是迄今为止带宽最宽的量子频梳，其量子干涉条纹可见度达到93．2％。通过在两个不同的谐振波长上同时提取两对光子，得到四光子纠缠态，其量子干涉条纹可见度达到89％。

【点评】此次研究在Si3N4微环内成功实现了可见光光频梳，得到跨越S－C－L三个通信波段的频率间隔为200GHz的纠缠光子对。这在大规模集成的片上纠缠光子源已成为量子应用技术发展的迫切需求。该研究开创了片上产生和控制复杂量子态的时代，并提供了一个可规模化集成的光量子信息处理平台。该工作是西安光机所继片上并行预报（Heraled）单光子源和片上交叉偏振纠缠光子对之后在光子集成片上量子光学研究上的又一重要进展。