中国科大制备出一种高品质量子光源

近日，中国科学技术大学的郭光灿院士团队史保森教授与周志远副教授的研究组取得了重大突破，成功研发出一种高质量量子光源，这一成果已在国际权威学术期刊《自然通讯》在线发表。这一创新性的研究为开发稳定、高效率且低成本的集成量子光源提供了新的思路与方向。

量子光源作为量子系统的核心器件，其性能对整个系统的可扩展性和实用性有着直接的影响。目前普遍采用的制备方案，大多以高相干性的激光作为泵浦源，这不仅增加了整个光学系统的复杂性，同时也提高了成本。

史保森教授和周志远副教授的研究组突破传统思维，创新性地提出并验证了使用宽带的放大自发辐射光源作为泵浦源的量子光源制备方案。这一方案的成功实施，使得高品质量子光源的制备成为可能。

经过深入的理论分析和数值模拟，该方案不仅不会降低量子态的质量，反而展现出诸多优势。例如，量子态的频谱纯度得到了显著提升，这对于量子计算、量子通信和量子传感等领域的应用具有重要意义。

实验结果也充分证实了理论预测，与相干激光泵浦相比，该方案的光子对产生速率提升了40%。尤其是在低功率条件下，该方案能够有效抑制干扰，获得更纯净的单光子源，这对于实现长距离量子通信和量子加密等应用具有重要意义。

更值得一提的是，研究团队利用这一方法成功制备出了高质量的偏振纠缠量子态，纠缠态的保真度高达95.7%±0.1%。这一成果不仅增强了整个系统的稳定性，也为量子计算和量子网络的实现提供了强有力的支持。

据了解，该研究更新了人们对量子态制备中泵浦光相干性的传统认知，为实现可扩展的量子信息处理和量子网络奠定了坚实基础。随着研究的深入和技术的成熟，相信在不久的将来，这种高品质量子光源将在量子科技领域发挥重要作用，推动科学技术的发展。