中國科大在量子點單光子源量子調控研究中取得進展

時間:2015-03-26 13:12來源:中國科學技術大學作者:yeyan 點擊:
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摘要:日前,中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究小組,在國際上首次發展了量子光學實驗方法動態調控“人造原子”的單光子發射,在兩能級原子體系中通過多激光綴飾態和量子干涉機理消除自發輻射譜線,證實了多光子ac斯塔克效應和自發輻射相干理論,為固態體系高性能單光子源和量子計算的研究開辟了新途徑。研究成果發表在3月6日出版的《物理評論快報》上,并被選

關鍵字:中國科大,激光,光子

  日前,中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究小組,在國際上首次發展了量子光學實驗方法動態調控“人造原子”的單光子發射,在兩能級原子體系中通過多南洋股份是哪个公司的綴飾態和量子干涉機理消除自發輻射譜線,證實了多光子ac斯塔克效應和自發輻射相干理論,為固態體系高性能單光子源和量子計算的研究開辟了新途徑。研究成果發表在3月6日出版的《物理評論快報》上,并被選為“編輯推薦”(Editor’s suggestion)論文重點推介。

 

  1996年,國際量子光學專家Marlan Scully和朱詩堯在理論上預言了利用量子干涉進行譜線消除和自發輻射的動態抑制。此后,國際上雖然諸多研究小組進行了多種嘗試,然而,一直缺乏可靠的技術和明確的實驗數據證明這一理論。

 

  為了解決這個懸而未決的難題,中國科大研究人員選取了自組裝量子點作為研究體系。自組裝量子點是通過半導體分子束外延技術生長的“人造原子”,被公認為是實現固態體系高品質單光子源和可擴展量子計算的可行方向。對量子點的高精度的相干操縱是進行高復雜性量子光學研究的關鍵,同時也是實現可實用化量子技術的必需途徑。為此,潘建偉小組發展了新穎的量子點共振激發、多激光綴飾態、高效熒光提取和單光子濾波技術。在此基礎上,在國際上首次證實通過激光操縱量子點的自發輻射路徑之間的量子干涉來控制自發輻射,實現對單光子光譜的動態調制,并系統證明了多光子ac斯塔克效應。該實驗不僅解決了一個重要的量子光學基礎問題,同時也展示了量子點體系的魯棒性和多參數可調節性,為未來的固態量子信息技術奠定了基礎。

 

  該工作受到審稿人高度評價:“盡管這個量子光學現象在20年前已經預言,且具有了很大的影響力,但從未被觀測到過”、“這是一個十分漂亮的實驗工作,揭示的物理現象十分清晰。”

 

  在中科院、科技部、教育部和基金委的支持下,近年來,潘建偉、陸朝陽研究團隊對基于半導體量子點的量子信息技術開展了原創性的研究,取得了一系列國際領先的成果:首次實現基于量子點脈沖共振熒光的確定性高品質單光子源;制備全光學可調諧的量子點拉曼單光子源,實現獨立量子點之間的高對比度雙光子干涉,為可擴展光學量子計算和基于自旋的固態量子網絡的實現奠定了基礎;利用絕熱快速通道實現與激光激發功率漲落無關的魯棒性單光子源,精度首次達到容錯量子計算的苛刻界限;系統研究了溫度對量子點激子態相干性質的影響,發現了聲子引起的拉比頻率重整化。由于在該領域的國際影響力,陸朝陽、潘建偉受邀為《自然光子學》撰寫新聞視角評論文章。

 

中國科大在量子點單光子源量子調控研究中取得進展
 

  動態調制量子點單光子輻射譜線的實驗和理論二維掃描圖

【光粒網綜合報道】( 責任編輯:yeyan )
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