中科大量子集成光學(xué)芯片研究達(dá)國(guó)際最高水平

　　記者7月18日從中科大獲悉，該校郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息實(shí)驗(yàn)室任希鋒研究組在量子集成芯片研究上獲得新進(jìn)展，他們?cè)诹孔蛹尚酒铣晒?shí)現(xiàn)單個(gè)表面等離子激元的量子干涉，且其干涉可見(jiàn)度達(dá)95.7%，這是迄今公開(kāi)報(bào)道的國(guó)際最高水平。成果日前發(fā)表在著名期刊《物理評(píng)論A》上。

　　集成光學(xué)芯片，具有尺寸小、可擴(kuò)展、功耗低、穩(wěn)定性高、信號(hào)傳輸速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，在光學(xué)儀器等經(jīng)典光學(xué)中已獲得廣泛應(yīng)用。表面等離子激元，就是局域在金屬表面的一種由自由電子和光子相互作用形成的混合激發(fā)態(tài)。近年來(lái)，表面等離子激元作為新的信息載體，已被引入量子信息領(lǐng)域，其優(yōu)勢(shì)是將能量束縛在亞波長(zhǎng)尺寸的波導(dǎo)中傳播，從而能進(jìn)一步提高集成光學(xué)芯片的集成化程度。然而，表面等離子激元波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)的量子干涉的可見(jiàn)度小于50%，且存在固有損耗，這兩大問(wèn)題一直困擾著等離子激元的應(yīng)用研究。

　　中科大研究人員利用亞波長(zhǎng)表面等離子激元波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，成功實(shí)現(xiàn)單個(gè)表面等離子激元的量子干涉，可見(jiàn)度達(dá)到95.7%，為在量子信息處理過(guò)程中應(yīng)用表面等離子激元解決了若干關(guān)鍵性難題。研究證實(shí)，其固有損耗會(huì)對(duì)量子干涉可見(jiàn)度產(chǎn)生影響，但通過(guò)特殊設(shè)計(jì)，能使這種影響降低到可以接受的程度，這將對(duì)進(jìn)一步研究表面等離子激元量子信息過(guò)程起到指導(dǎo)作用。