我国量子计算研究获重要进展的成果(我国量子计算研究获重要进展的领域)
单光子源是光量子信息技术的核心资源。近日，中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟以陆朝阳、霍永恒等人为首，与国内多位德国、丹麦学者合作，提出了一种新的世界上首次提出理论方案。在腔上成功实现了确定性偏振、高纯度、高均匀性、高效率的单光子源，为光量子计算机超越经典计算机奠定了重要的科学基础。国际权威学术期刊《自然·光子学》近日发表了这一成果，并评价其“解决了一项长期存在的挑战”。
光量子信息技术所需的完美单光子源必须同时满足确定性偏振、高纯度、高等规度和高效率四个几乎矛盾的严格条件。2000年以来，加州大学等在单光子源的研究方向上陆续取得进展，但其质量仍不能满足实际使用的需要。
2013年起，潘建伟、陆朝阳等人在国际上首创了量子点脉冲共振激发技术，并开始引领高性能单光子源的研发。然而，要实现完美的单光子源，仍有两大技术问题需要解决：一是量子点会随机发射两种偏振的光子，二是共振激发需要消除背景激光。
近日，中国科学技术大学潘建伟团队在国际上首次提出通过椭圆微腔耦合实现单光子确定性偏振的理论解决方案。他们与中山大学于思源课题组、国家纳米科学中心戴庆课题组、德国维尔茨堡大学霍夫林课题组、丹麦技术大学格里格森课题组合作，实验开发了垂直偏振无损消光技术。解决了以上两个大问题。在此基础上，他们在窄带微柱和宽带牛眼微腔中实验制备了同时满足确定性偏振、高纯度、高各向同性和高效率的单光子源，再次刷新了单光子源的综合性能。这项国际纪录是实现超越传统经典计算机的“量子霸权”科学目标的重要一步。
据介绍，这一成果标志着我国在可扩展光量子信息技术研究方面继续保持国际领先。《自然·光子学》审稿人评论说这项工作“解决了长期存在的挑战”并且“向前迈出了一大步”。
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