我國科學(xué)家實現(xiàn)國際最優(yōu)單光子源

　　導(dǎo)讀：日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽團隊在國際上首次實現(xiàn)基于半導(dǎo)體量子點的高效率和高全同性的單光子源，綜合性能達到國際最優(yōu)。

　　對于這項為可擴展光量子信息技術(shù)奠定基礎(chǔ)的突破性成果，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》、《物理》網(wǎng)站和《自然》雜志先后予以關(guān)注并專門報道。
　　
　　量子點是通過分子束外延方法制備的半導(dǎo)體量子器件，又被稱為“人造原子”，原理上可以為量子信息技術(shù)提供理想的單光子源。為了能夠真正用于可擴展、實用化的量子信息技術(shù)，單光子器件必須同時滿足三個核心性能指標：單光子性、高全同性和高提取效率。盡管從2000年開始，國際上許多研究機構(gòu)對量子點光學(xué)調(diào)控進行了深入探索，然而這三個核心指標一直無法得到同時滿足，因而成為固態(tài)量子光學(xué)領(lǐng)域15年來懸而未決的重大挑戰(zhàn)。
　　
　　潘建偉、陸朝陽團隊在2013年就首創(chuàng)了量子點脈沖共振激發(fā)，實現(xiàn)了當(dāng)時國際上全同性最好的單光子源。但由于量子點平面腔結(jié)構(gòu)的限制，之前的實驗中熒光收集效率較低。為此他們通過高精度分子束外延生長與納米刻蝕工藝結(jié)合，獲得了低溫下與量子點單光子頻率共振的高品質(zhì)因子光學(xué)諧振腔。結(jié)果顯示，實驗產(chǎn)生的單光子源提取效率達66%，單光子性優(yōu)于99.1%，全同性優(yōu)于98.6%，在國際上首次同時解決了單光子源的三個關(guān)鍵問題，成為目前國際上綜合性能最優(yōu)秀的單光子源。