芯片上的量子光子学

量子光子学光学芯片是一项融合光子学与量子力学、在量子层级操控光子的尖端技术。该技术通过在芯片上集成光波导、分束器及探测器等光子元件来操控量子信息的基本载体——单光子,对推动量子计算、安全通信和精密传感具有关键作用。光学芯片的核心突破包括低损耗波导、高效单光子源及高保真量子门,这些均为可扩展量子电路的必备要素。与传统散装光学系统相比,片上集成量子电路在微型化、稳定性和可重复性方面具有显著优势。 材料科学和纳米加工领域的最新突破推动了该技术的快速发展,使芯片制造精度更高、缺陷率更低。其中,硅光子学因其与传统半导体制造工艺的兼容性,成为将量子光子电路与经典电子系统集成的重要平台。该研究团队展望了量子光子学光学芯片的未来应用前景:在量子计算领域,可开发紧凑型可扩展量子处理器;在通信领域,为基于量子密钥分发的超安全量子网络奠定基础;在传感领域,实现超越经典极限的高精度测量。随着研究深入,光学芯片有望在释放量子技术全部潜能方面发挥关键作用。

量科快讯