西安光機(jī)所高維糾纏量子集成芯片研究獲突破

　　光量子集成芯片能夠?qū)崿F(xiàn)片上復(fù)雜量子態(tài)產(chǎn)生、傳輸和控制，具備小尺寸、低功耗、低成本和高可靠性的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為光量子信息技術(shù)領(lǐng)域中的研究焦點(diǎn)，在未來(lái)信息社會(huì)中將發(fā)揮不可替代的作用。目前芯片級(jí)光量子糾纏源僅能構(gòu)建二維量子態(tài)系統(tǒng)，為進(jìn)一步提高信息處理速率，除增加糾纏光子數(shù)外，提升量子態(tài)維數(shù)是另一重要途徑。

　　近期，在中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技B專項(xiàng)“大規(guī)模光子集成芯片”支持下，中科院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所與國(guó)外多家科研機(jī)構(gòu)合作，在高維糾纏量子集成芯片研究方面取得重大突破?；谖⒅C振腔中多個(gè)高純度頻率模式相干疊加的獨(dú)特方案，解決了片上高維糾纏雙光子態(tài)制備與控制的國(guó)際難題，證實(shí)了利用10級(jí)糾纏雙光子態(tài)實(shí)現(xiàn)超100維的片上量子系統(tǒng)，為目前芯片上國(guó)際最高水平。并通過(guò)頻率操控實(shí)現(xiàn)了對(duì)量子態(tài)的靈活控制。與傳統(tǒng)二維量子系統(tǒng)相比，高維量子糾纏芯片能夠完成更高性能的量子通信與計(jì)算等任務(wù)，極大提升量子通信協(xié)議魯棒性和速率，并有望將未來(lái)高維量子計(jì)算系統(tǒng)的復(fù)雜程度降低到可接受范圍。相關(guān)成果于6月發(fā)表在《自然》（Nature）上。

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高維量子態(tài)產(chǎn)生和控制實(shí)驗(yàn)裝置