集成光子量子计算:从硅到铌酸锂

量子技术通过利用光子和物质中独特的叠加与纠缠特性,已超越经典系统。集成量子光子学的最新进展,特别是基于硅和铌酸锂的平台,正推动该技术向更高可扩展性和功能性发展。硅基电路已从厘米级双光子系统演进为毫米级高密度器件,可集成数千个组件,实现多光子态的精密可编程操控。与此同时,铌酸锂凭借其宽光学传输窗口、卓越的非线性与电光系数以及化学稳定性,已成为全集成光子量子芯片的理想基底。该材料制成的器件在光子态生成、操控、转换、存储及探测方面展现高效率,为确定性多光子生成、单光子量子相互作用以及全频态控制奠定了基础。本综述探讨了硅基与铌酸锂集成光子量子技术的发展,着重分析了从硅基系统中获得的、有助于铌酸锂技术规模化的关键洞见。文中考察了铌酸锂在电光调谐和非线性能量转换中的功能集成机制,展示了其在光子量子计算全流程中的变革性影响。展望未来,该工作预见了铌酸锂平台的发展路径及其在量子通信、复杂系统模拟、量子采样和光量子计算范式等领域的革命性潜力。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-23 06:26

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