量子科技中心_量科网

集成量子光子学在可扩展的光子量子信息处理、量子中继器及量子网络领域展现出巨大潜力，但其发展受限于高质量量子发射器材料与成熟光子技术兼容材料之间的不匹配问题。异质集成技术虽为解决这一挑战提供了可能方案，但实际应用中材料界面不可避免的插入损耗始终制约着该技术的发展。本工作提出了一种自对准异质量子光子集成方法，可在界面处确定性实现接近100%的耦合效率。为验证该方法，研究人员展示了金刚石中硅空位（SiV）色心通过二氧化钛（TiO2）异质光子晶体腔诱导的珀塞尔增强效应，以及基于TiO2光子电路实现的光学自旋控制与读出。进一步研究表明，该方法结合逆向光子设计后，可高效宽带收集色心单光子至异质波导中。该技术不仅限于SiV色心或TiO2材料体系，还可广泛应用于各类固态量子发射器与可实现保形沉积的薄膜光子器件的集成。这些成果为构建结合高质量量子发射器与技术成熟光子平台的可扩展量子光子集成电路提供了切实可行的技术路径。